Précession de Larmor

Comme exemple de phénomène de précession, on examine la précession de Larmor qui correspond au mouvement d'un spin nucléaire dans un champ magnétique uniforme.
Un proton présente un moment magnétique de spin μ = γ.Iz.
Iz = m.h/2π; γ = rapport gyromagnétique du proton.
Si on le place dans un champ magnétique uniforme H , il est soumis à un couple
Γ = µ ^ H
. ( Γ = µ . H.sin(φ)).
Le couple est donc à la fois normal à H et à µ.
Le théorème du moment cinétique permet d'écrire que : Γ = dI / dt.
Donc dμ / dt = γ.dI / dt = γ.µ ^ H :
Le vecteur dµ / dt est normal au vecteur µ.
Comme le produit scalaire dµ.µ est nul la norme de µ est constante.
De même, on a H.dµ = 0.
Donc H.µ = constante.
H.µ.cos(φ) = constante.
L'angle entre les vecteurs H et µ est constant.
Le moment magnétique décrit autour de la direction du champ magnétique un mouvement de rotation : µ décrit un cône d'axe H et d'angle au sommet φ. On appelle ce mouvement une précession.

La pulsation du mouvement est ω = dθ / dt.  Comme dµ = µ.sin(θ).dθ alors dμ/dt = ω ^ µ. Finalement on tire que ω = − γ.H.
La fréquence de rotation est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique.

Utilisation :
Dans un repère Oxyz  orientable avec la souris, on trace le moment magnétique en rouge et le champ magnétique en bleu.
Pour modifier l'orientation du champ magnétique, cliquer avec le bouton droit sur le curseur bleu et glisser celui-ci.
Le champ magnétique se déplace alors dans le plan zOy.
Pour changer l'orientation du repère, cliquer avec le bouton gauche dans le cadre de l'applet et faire glisser le pointeur.
Il est ainsi possible de visualiser le mouvement du moment magnétique pour toutes les orientations possibles.
Le cercle tracé dans le plan xOy est uniquement dessiné pour mieux visualiser ce plan.