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En physique atomique, le magnéton de Bohr-Procopiu ou magnéton de Bohr (électronique) (symbole ), découvert en 1911 par le physicien roumain Ștefan Procopiu[1] est nommé en référence au physicien Niels Bohr. C'est une constante physique qui relie le moment magnétique de l'électron à son moment cinétique (ou angulaire). C'est une notion similaire au magnéton nucléaire valable pour le proton et le neutron. Le sens physique du magnéton de Bohr est un quantum de flux magnétique pour l'électron, qui correspond au plus petit moment magnétique associé à cette particule.

DéfinitionModifier

Le magnéton de Bohr est une constante de proportionnalité apparaissant naturellement lors de la quantification des moments cinétiques atomiques. Il relie le moment magnétique   au moment cinétique (ou angulaire)  de l'électron :

 

  est le rapport gyromagnétique de l'électron, il vaut :

 . (En notant q=e)

Dans le cas de l'atome de Bohr, le moment cinétique   est quantifié et vaut :

 

Le moment magnétique de l'électron, peut donc s'écrire :

 (cette fois ci q=-e car la norme est positive !)

  est appelé magnéton de Bohr qui joue le rôle de quantum de flux magnétique pour l'électron.

ValeurModifier

Le magnéton de Bohr   vaut :

  = 9,274 009 49(80) × 10−24 J T−1 (ou A m2) = 5,788 381 755 5(79) × 10−5 eV T−1
  = 0,927 × 10−20 erg G−1

  est le nombre quantique principal,
  est la charge élémentaire,
  est la constante de Planck réduite,
  est la masse de l'électron,
  est vitesse de la lumière dans le vide.

Utilisation en physique atomiqueModifier

Le magnéton de Bohr constitue une unité naturelle pour l'expression du moment magnétique dipolaire de l'électron.

Il est également utilisé pour calculer le moment magnétique des complexes suivant la formule suivante :

 

avec   le nombre d'électrons célibataires appartenant à l'atome central du complexe (sur les orbitales d dégénérées soit eg et t2g)

Notes et référencesModifier

  1. Ștefan Procopiu – Determining the Molecular Magnetic Moment by M. Planck’s Quantum Theory - Bulletin scientifique de l’Académie roumaine de sciences, Bucharest, 1913
  2. Robert C. O'Handley (2000). Modern magnetic materials: principles and applications. John Wiley & Sons. (ISBN 0-471-15566-7) page 83

Voir aussiModifier

Articles connexesModifier

BibliographieModifier

  • B. Cagnac, L. Tchang-Brillet, J.-C. Pebay-Péroula, Physique Atomique - Tome 1 - Atomes et rayonnement : interactions électromagnétiques, Dunod,  p. 284, 2005 (ISBN 2-10-049228-4).