Re: [問題] 電子自旋spin???

[stampete (貓頭鳥)]

※ 引述《kentsai1220 (SIEWKAI)》之銘言：
: 最近量物剛好念到這裡...
: 對於spin這個概念一直還不是很了解
: 沒有物理圖像
: 所謂的spin就只是電子所具有的本質嗎?
: 也就是它天生就有的(可以把它想成物體天生就有質量這樣嗎?)
: 那所謂的spin up 和spin down又是甚麼
: 有直觀的方式，可以去解讀spin是甚麼嗎?
: 麻煩各位解釋一下，謝謝
我大推Q大的說法，其實中文翻譯成自旋也是因為這樣講比較直觀



你應該有學過庖立不相容原理吧，他告訴我們要待在同一能階的電子

不能夠有完全相同的state，那我們用高中學過的那些量子數來看

會發現自旋量子數是唯一一個沒有清楚解釋的。



庖立不相容原理中有4個量子數，當兩個電子在其他3種已了解的量子態都相等的情形下

可以並存於一個能階，這代表最後一個量子態是我們還沒了解的量子態(<=後來的spin)

所以當時庖立只把它當成是一個"古典力學無法解釋的應力"

但是後來Thomas的理論中，若是把這個量子態當成是"自旋"
(也就是Q大說的地球自轉的概念)

那自旋-軌道的耦合，居然可以漂亮的解釋數學上的式子

這時庖立才真正承認這個量子態叫"自旋"



其實叫自旋有好有壞，因為它可以計算耦合，又能帶出磁矩(magnetic moment)

但是若真的把電子的資料拿下去算，會發現電子如果真的在spin

其表面速度必須超越光速!!而這也是庖立當時拒絕用spin來當第4量子態的主因



現在的概念就是"自旋(spin)"=>不管從英文還是中文來看，都用自轉去想比較好想像

但是學物理的話內心要有個底，這個量子態並不一定是真的電子在轉

而1/2這種奇怪的分數，現在也先記得是他的狀態就好

誰知道10年後會不會有超越現在能解釋的東西出現，而把這個"自旋"重新命名呢:D

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 118.166.130.161
推 stanleyiane:淺顯易懂~!!
推 sukeda:寫得很好!!想多看歷史可以再參考Eisberg  相當很有趣
推 youmehim:補充一下 3d空間有3個自由度 剛好對應到量子數(n,l,m)
→ youmehim:如果多了新的量子數 勢必是要考慮3d空間以外的自由度
嗯嗯嗯~多謝補充XD
推 h888512:推
→ wen0034:推
推 ismaili:其實量子數有多少是看理論中對稱的守恆量有多少個
我原本就是想用這個來說明的，但是我沒辦法簡單的講出來~
→ legenthume:我覺得沒有必要說這麼多 就當作是個目前不了解的量子數
→ legenthume:就好了
→ legenthume:反而比較清楚
推 theory:自旋這個量子數後來有被實驗證實，也是相對論量子力學裡
→ theory:"自然地" 出現，所以也不光是硬插進去倒果為因的啦 (汗)
→ theory:                                也在  XD
我原本寫庖立不相容原理是想用波函數對稱性來說的，後來覺得會太複雜而作罷XD

不過寫預測確實怪怪的，可能會誤導，當時庖立是以理論計算出來的

那改成這樣會不會好一點?
※ 編輯: stampete        來自: 118.166.140.224      (06/26 23:19)
推 h888512:樓上說的是Stern-Gerlach吧??
→ sukeda:Pauli是從氦原子基態實驗數據猜出來的~
推 noisefighter:請問theory 和 h888512 講的是如果在薛丁格方程中把
→ noisefighter:相對論考慮進來計算,就會"自然地"得出第四個量子數
→ noisefighter:這件事嗎?
→ sneak: 寫得很好!!想多看歷史 https://noxiv.com
→ sneak: 請問theory 和  https://daxiv.com
→ sneak: 如果多了新的量子數 勢 https://daxiv.com
→ sneak: 相對論考慮進來計算,就 https://noxiv.com
→ sneak:             http://yofuk.com
→ muxiv: 反而比較清楚 https://noxiv.com