Na física atómica, o magnetão de Bohr (símbolo ) é uma constante física e a unidade natural para expressar o momento magnético de um eletrão causado pelo seu momento angular orbital ou de spin. Em unidades SI, o magnetão de Bohr é definido como e em unidades gaussianas CGS como onde
é a carga elementar,
é a constante de Planck reduzida,
é a massa do eletrão,
é a velocidade da luz.
História
A ideia de ímanes elementares deve-se a Walther Ritz (1907) e Pierre Weiss. Já antes do modelo de Rutherford da estrutura atómica, vários teóricos comentaram que o magnetão deveria envolver a constante de Planck h. Ao postular que a razão entre a energia cinética do eletrão e a frequência orbital deveria ser igual a h, Richard Gans calculou um valor que era o dobro do magnetão de Bohr em setembro de 1911. Na Primeira Conferência de Solvay em novembro daquele ano, Paul Langevin obteve um valor de eħ/(2me). Langevin assumiu que a força de atração era inversamente proporcional à distância elevada à potência , e especificamente .Note-se que a fórmula : I0 = na página 404 deve ler-se : I0 = . O físico romeno Ștefan Procopiu obteve a expressão para o momento magnético do eletrão em 1913. O valor é por vezes referido como o "magnetão de Bohr-Procopiu" na literatura científica romena. O magnetão de Weiss foi derivado experimentalmente em 1911 como uma unidade de momento magnético igual a , o que representa cerca de 20% do magnetão de Bohr.
No verão de 1913, os valores para as unidades naturais de momento angular atómico e momento magnético foram obtidos pelo físico dinamarquês Niels Bohr como consequência do seu modelo atómico. Em 1920, Wolfgang Pauli deu ao magnetão de Bohr o seu nome num artigo onde o contrastava com o magnetão dos experimentalistas, que designou por magnetão de Weiss.
Teoria
O momento magnético de um eletrão num átomo é composto por duas componentes. Primeiro, o movimento orbital de um eletrão em torno de um núcleo gera um momento magnético pela Lei de Ampère. Segundo, a rotação intrínseca, ou spin, do eletrão possui um momento magnético de spin. No modelo de Bohr do átomo, para um eletrão que se encontra na órbita de menor energia, o seu momento angular orbital tem uma magnitude igual à constante de Planck reduzida, denotada por ħ. O magnetão de Bohr é a magnitude do momento de dipolo magnético de um eletrão que orbita um átomo com este momento angular.
O momento angular de spin de um eletrão é ħ, mas o momento magnético intrínseco do eletrão causado pelo seu spin é também aproximadamente um magnetão de Bohr, o que resulta em que o fator g de spin do eletrão — um fator que relaciona o momento angular de spin com o momento magnético correspondente de uma partícula — tenha um valor de aproximadamente 2.
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