گشتاور مغناطیسی

گشتاور مغناطیسی یک آهن ربا معیاری از تمایل آن به هم خط شدن با یک میدان مغناطیسی است. هم میدان مغناطیسی و هم گشتاور مغناطیسی را می توان بردارهایی در نظر گرفت که دارای اندازه و جهت هستند. جهت گشتاور مغناطیسی از قطب جنوب آهن ربا به قطب شمال آن است. میدان مغناطیسی تولید شده به وسیلهٔ یک آهن ربا با گشتاور مغناطیسی آن متناسب است. برای نمونه، یک حلقهٔ حامل جریان الکتریکی، یک آهن ربای میله ای، یک الکترون، یک مولکول، و یک سیّاره همگی دارای گشتاور مغناطیسی هستند. به بیان دقیق تر، واژهٔ گشتاور مغناطیسی معمولاً به گشتاور دو قطبی مغناطیسی سیستم، که نخستین جمله از بسط چندجمله ای یک میدان مغناطیسی عمومی است، اشاره دارد. جزء دو قطبی میدان مغناطیسی یک جسم، حول جهت گشتاور دو قطبی مغناطیسی آن جسم متقارن است، و متناسب با معکوس توان ۳ فاصله از آن جسم کاهش می یابد.
گشتاورهای مغناطیسی ناشی از اسپین الکترون ها (مؤلفهٔ پارامغناطیسی)، در صورت وجود.
حرکت اوربیتی الکترون ها، که در آن وضعیت زمین معمولاً با میدان مغناطیسی خارجی متناسب است (مؤلفهٔ دیامغناطیسی).
گشتاور مغناطیسی ترکیبی اسپین های هسته ای، که به پیکربندی اسپین هسته ای بستگی دارد.
در سیستم استاندارد بین المللی یکاها، بعد گشتاور دو قطبی مغناطیسی برابر مساحت × جریان، L2I، است (مثال های زیر را ببینید). این پایه ای برای تعریف گشتاور دو قطبی مغناطیسی است. واحد SI برای گشتاور دو قطبی مغناطیسی دارای دو نمایش معادل است:
در سیستم CGS، چند مجموعهٔ مختلف واحدهای الکترومغناطیسی وجود دارد، که اصلی ترین آن ها ESU, Gaussian، و EMU هستند. در بین این ها، دو واحد مختلف (غیر معادل) برای گشتاور دو قطبی مغناطیسی در CGS وجود دارند:
و واحد دیگر (که متداول تر است):(EMU CGS and Gaussian-CGS) ۱ ارگ (یکا)/G = ۱ abA•cm² = ۱۰−۳ (m۲•A or J/T).نسبت این دو واحد غیر معادل CGS (EMU/ESU) دقیقاً برابر سرعت نور در فضای آزاد است که بر حسب cm/s بیان شده باشد.همهٔ فرمول های این مقاله در واحد SI درست هستند، اما در سیستم های واحدی دیگر، ممکن است لازم باشد که فرمول ها تغییر داده شوند. برای نمونه، در واحدهای SI، یک حلقهٔ دارای جریان I و مساحت A دارای گشتاور مغناطیسی I×A است؛ اما در واحدهای Gaussian گشتاور مغناطیسی برابر I×A/c است.