相信很多朋友都被自旋弄蒙圈过,甚至有的人觉得它就是自转,但又常常被自旋为1/2等说法弄晕。其实自旋和自转是完全不同的两码事。
1925年,德国物理学家乌伦贝克和古兹密特提出电子自旋的概念,当时假设电子像地球一样绕轴自转,但是据此计算的结果发现电子边缘的速度将大大超过光速,使两位科学家深感不安。
后来人们提出了电子云的概念。电子没有轨道概念,也不是绕什么转动,我们只能说电子在某个位置出现的概率是多少。尽管如此,轨道量子数、自旋等概念还是保留了下来。
我们到底要怎么理解自旋呢?
在量子力学中,电子的运动是用波函数来描述的,这些波函数按主量子数n,角量子数l,磁量子数m进行分类。自旋角动量是粒子的内禀属性,是与生俱来的性质。
科普的说法是,自旋为1/2的粒子,转两圈与原来一样。实际上,也并不是真的电子转了两圈,而是它的周期是4π,相当于两圈回到原样。自旋为0的粒子从各个方向看都一样,就像一个点;自旋为2的粒子周期是π,相当于转一圈回到原样。
页面更新:2024-03-09
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