라머세차운동

요약 중심력장 속에서 운동하고 있는 전자계에 자기장을 주었을 때 각운동량의 벡터나 자기모멘트가 자기장의 방향을 축으로 하여 행하는 세차운동을 말한다. 전자계의 각운동량에 따른 자기모멘트에 자기장이 작용하여 짝힘이 생기고, 이로 인해 세차운동이 일어나는 것이라고 생각된다.

중심력장에 있는 전자계에 약한 자기장 H를 주었을 경우의 고전적 모델이다. 중심력장에서 궤도운동을 하는 전자계의 각운동량에 수반되는 자기모멘트 μ에 H가 작용하여 짝힘[偶力]이 생겨 세차운동이 일어나는 것이라고 생각된다. 이때, μ의 시간변화는 dμ/dt＝(μ×H)(는 자기각운동량비)로 나타낼 수 있다. 한편 H 방향의 둘레를 회전하는 각속도 Ω의 회전좌표로부터 이 운동을 관찰하면, δμ/δt＝μ×(H＋Ω)가 된다. Ω＝H일 때, δμ/δt＝0, 즉 정지계(靜止系)에서의 H＝0에 해당된다. 따라서 자기장을 0에서 H로 서서히 늘리면 자기모멘트는 Ω=H인 각속도로 H 방향의 둘레를 세차운동하게 된다. 이를 라머의 정리라 한다. 고전적으로는 제이만효과(자기장에 의한 원자스펙트럼의 분열), 반자성(反磁性), 패러데이효과 등은 라머세차운동의 에너지준위, 자화율(磁化率), 유전율(誘電率)의 효과라고 생각된다.