In fisica, in particolare in meccanica quantistica, il rapporto giromagnetico di un sistema o di una particella è dato dal rapporto tra il momento magnetico e il momento angolare del sistema o della particella, ed è denotato dal simbolo γ. La sua unità di misura è radianti su secondo per Tesla (s-1·T -1), o equivalentemente Coulomb su kilogrammo (C·kg-1).

Il termine "rapporto giromagnetico" è spesso usato come sinonimo di fattore-g, una quantità molto simile ed adimensionale.

Rapporto giromagnetico di una carica orbitante

[modifica | modifica wikitesto]

Data una carica elettrica che ruota attorno ad un asse di simmetria, essa possiede sia un momento di dipolo magnetico che un momento angolare orbitale. Il rapporto giromagnetico è in tal caso:

dove q è la carica ed m la sua massa.
Detto r il raggio dell'orbita e A = πr2 l'area delimitata da essa, e detta m la massa e L=mvr il momento angolare, si ha infatti che l'intensità del momento di dipolo magnetico è

così che il rapporto giromagnetico è il rapporto tra momento di dipolo magnetico e momento angolare.
Nel caso dell'elettrone, il valore del fattore-g è:[1]

Il rapporto giromagnetico dell'elettrone è:[2]

Anche i rapporti giromagnetici di altre particelle sono stati misurati con buona precisione, quali quelli del protone, del neutrone e del muone.

Rapporto giromagnetico e precessione di Larmor

[modifica | modifica wikitesto]

Ogni sistema libero con un dato rapporto giromagnetico se messo in un campo magnetico B che non sia allineato con il suo momento magnetico precede con una frequenza f proporzionale al campo:

Il rapporto giromagnetico determina quindi la frequenza della precessione di una particella in un campo magnetico.

Il rapporto giromagnetico nucleare

[modifica | modifica wikitesto]

Il rapporto giromagnetico del nucleo atomico gioca un ruolo centrale nella risonanza magnetica nucleare in chimica e in medicina. Questo rapporto, che differisce da nucleo a nucleo, indica la frequenza con cui un nucleo precede attorno ad un campo magnetico esterno. Il valore di questo rapporto è positivo se momento magnetico e momento angolare sono paralleli negativo se sono antiparalleli.

Di seguito vengono presentati i rapporti giromagnetici (espressi in MHz/T) di alcuni nuclei maggiormente usati nella risonanza magnetica nucleare.

1H 42.5756 MHz/T
3He 32.4326 MHz/T
7Li 16.5464 MHz/T
13C 10.7052 MHz/T
19F 40.0538 MHz/T
23Na 11.262 MHz/T
31P 17.2348 MHz/T
129Xe 11.778 MHz/T

Note

[modifica | modifica wikitesto]
  1. ^ B Odom, D Hanneke, B D'Urso and G Gabrielse, New measurement of the electron magnetic moment using a one-electron quantum cyclotron, in Physical Review Letters, vol. 97, n. 3, 2006, p. 030801, DOI:10.1103/PhysRevLett.97.030801.
  2. ^ NIST

Bibliografia

[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate

[modifica | modifica wikitesto]
  Portale Quantistica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di quantistica