量子物理:量子力學當中的自旋,可以看做與地球的自轉相類似嗎?
發布時間:2021-04-12
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量子物理:量子力學當中的自旋,可以看做與地球的自轉相類似嗎?

不可以這樣看待,微觀粒子的性質往往是不能從(cong) 宏觀物質的性質中來類推的。名字雖然叫自旋,但不全是旋轉的意思,學過原子物理和量子力學的朋友們(men) 都會(hui) 知道,自旋其實是微觀粒子的基本屬性,和粒子的質量,所帶電荷一樣都是內(nei) 稟的屬性,可以稱為(wei) 內(nei) 稟角動量,和運動狀態完全沒有關(guan) 係。

量子力學當中的自旋,可以看做與(yu) 地球的自轉相類似嗎?

首先是在1925年,由烏(wu) 倫(lun) 貝克與(yu) 古茲(zi) 密特提出了電子的自旋假設,這兩(liang) 個(ge) 年輕的研究生,認為(wei) 電子不是點電荷,它除了軌道角動量外,還有自旋。但是如果真要電子的自旋看成旋轉的話,電子作為(wei) 一個(ge) 帶有電荷-e的小球,它如果能像陀螺一樣繞自身軸旋轉,那麽(me) 可以證明,自旋角動量為(wei) 1/2的電子,在表麵上的切向線速度將大大超過光速!這顯然不符合相對論的,所以這個(ge) 電子的自旋和電子自轉是完全不同的。

後來的研究發現,電子自旋是量子效應, 不能作經典自轉之類的理解,沒有經典物理中相對應的物理量,並非電子轉動。電子自旋的存在,早在近百年前就被 斯特恩-蓋拉赫實驗,堿金屬光譜,塞曼效應等經典的實驗所證實。

目前,物理學界把自旋稱為(wei) 內(nei) 稟角動量,例如電子自旋就是電子的一個(ge) 內(nei) 稟屬性,與(yu) 其運動狀態無關(guan) ,就好像質量、速度一樣,不是自轉的意思,它是電子內(nei) 稟運動或電子內(nei) 稟運動量子數的簡稱。

自旋是微觀粒子的固有屬性,需要了解的朋友,請查閱原子物理相關(guan) 的書(shu) 籍,涉及原子精細結構的章節。


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