1、原子的轨道磁矩与轨道角动量电子作轨道运动,形成轨道角动量其轨道运动产生轨道磁矩运动一周,经过的电荷量为,故,有上式表明轨道磁矩(因为电子的轨道运动而产生的磁矩电子轨道角动量,故称为轨道磁矩)反比于轨道角动量,在同一条直线上,方向相反。其大小定义为磁矩在磁场的作用下,一是遭到扭矩的作用,二是形成势能。对于惯量,有前面的多项式表明,磁矩或角动量在磁场的作用下,促使它们(角动量或磁矩)绕外场方向不断地旋转,但并不改变它们的大小。因为是角动量这一矢量绕外场旋转,这些旋转称为进动。为相应的角频度,很显著,B越大,角频度也越大,意味着角动量绕外场方向的旋转将更快。这个角频度不同于自由电子步入均匀磁场中做圆周运动的角速率:
2、对于在磁场中做圆周运动的电子,洛仑兹力=向心力,有也就是说,自由电子步入均匀磁场中做圆周运动的角频度与轨道角动量绕磁场坐进动的圆频度是不相同的,不可混淆。一个问题:没有外场时,角动量不会绕外场旋转,加了外场后,会有额外的能量促使角动量绕外场旋转,这能量由谁来提供呢?这是由外场来提供的。在外场B的作用下,磁矩具有额外的势能U。对于势能,有对于轨道磁矩,所以有也就是说,越大,能量越高。若果是不均匀磁场,体系将会遭到力的作用:假如我们促使磁场只是沿z轴均匀变化,不随x和y方向变化,即,则假如,则磁矩不受力,原子经过不均匀磁场时,将不会发生偏转,直接出去。假如,这么,不同的值所遭到的力的大小不同,发生的偏转也不同电子轨道角动量,这些原子经过不均匀磁场后,打在屏幕上,将会在不同的位置出现白色。对于给定的一个,有个不同的值,也就是有个不同的位置出现白色。借助这个推论,可以通过屏幕上出现的白色数量反推出量子数来。里面就是施特恩-盖拉赫实验的原理。假如原子空间角动量是量子化的,应当在屏幕上出现分立的白色。实验否认了这一点,并且还发觉质数白色,因而提出载流子量子数的假定。