Спин электрона. Спин-орбитальное взаимодействие. - раздел Физика, Квантовая природа электромагнитного излучения. Формула Эйнштейна Спин-Орбитальное Взаимодействие — В Квантовой Физике Взаимодействие Между Дви...
Спин-орбитальное взаимодействие — в квантовой физике взаимодействие между движущейся частицей и её собственным магнитным моментом, известным как спин. Наиболее часто встречающимся примером такого взаимодействия является взаимодействие электрона, находящегося на одной из орбит в атоме, с собственным спином. Такое взаимодействие, в частности, приводит к возникновению так называемой тонкой структуры энергетического спектра электрона и расщеплению спектроскопических линий атома.
Спин — собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. Спином называют также собственный момент импульса атомного ядра или атома; в этом случае спин определяется как векторная сумма (вычисленная по правилам сложения моментов в квантовой механике) спинов элементарных частиц, образующих систему, и орбитальных моментов этих частиц, обусловленных их движением внутри системы.
Спин измеряется в единицах (приведённой постоянной Планка, или постоянной Дирака) и равен где J — характерное для каждого сорта частиц целое (в том числе нулевое) или полуцелое положительное число — так называемое спиновое квантовое число, которое обычно называют просто спином (одно из квантовых чисел).
В связи с этим говорят о целом или полуцелом спине частицы.
Существование спина в системе тождественных взаимодействующих частиц является причиной нового квантовомеханического явления, не имеющего аналогии в классической механике: обменного взаимодействия.
Свойства спина
Любая частица может обладать двумя видами углового момента: орбитальным угловым моментом и спином.
В отличие от орбитального углового момента, который порождается движением частицы в пространстве, спин не связан с движением в пространстве. Спин — это внутренняя, исключительно квантовая характеристика, которую нельзя объяснить в рамках релятивистской механики. Если представлять частицу (например, электрон) как вращающийся шарик, а спин как момент, связанный с этим вращением, то оказывается, что поперечная скорость движения оболочки частицы должна быть выше скорости света, что недопустимо с позиции релятивизма.
Будучи одним из проявлений углового момента, спин в квантовой механике описывается векторным оператором спина алгебра компонент которого полностью совпадает с алгеброй операторов орбитального углового момента Однако, в отличие от орбитального углового момента, оператор спина не выражается через классические переменные, иными словами, это только квантовая величина. Следствием этого является тот факт, что спин (и его проекции на какую-либо ось) может принимать не только целые, но и полуцелые значения (в единицах постоянной Дирака ).
Принцип неопределенности Гейзенберга произведение неопределенностей значений двух сопряженных переменных не может быть по порядку величины меньше... Энергия и время являются каноническими сопряженными величинами Поэтому для...
Спектр атома водорода.
При изучении излучения ученым удалось установить общие закономерности в характере спектров и найти ряд эмпирических законов, которым они подчиняются. Было установлено, что спектральные линии всех э
Гипотеза де Бройля. Закон дисперсии волн де Бройля.
В 1924 г. Де Бройль выдвинул смелую гипотезу, что дуализм не является особенностью одних только оптических явлений, но имеет универсальное значение. «В оптике, - писал он, - в течение столетия слиш
Периодическая система элементов Д. И. Менделеева
В 1869 г. Менделеев открыл периодический закон изменения химических и физических свойств элементов. Он ввел понятие о порядковом номере элемента и получил полную периодичность в изменении химически
Энергетические уровни и спектральные линии щелочных металлов.
Спектры испускания атомов щелочных металлов, подобно спектру водорода, состоят из нескольких серий линий. Наиболее интенсивные из них получили названия: главная, резкая, диффузная и основная (или с
Тонкая структура спектральных линий.
От тонкой структуры термов следует отличать тонкую структуру спектральных линий, т.е. расщепление спектральных линий на несколько близко расположенных компонент. Это расщепление определяется разреш
Магнитный момент атома. Эффект Зеемана.
С механическим моментом атома M связан магнитный момент μ. Отношение μ/M называется гиромагнитным отношением. Момент, обусловленный движением электронов в атоме, называют орбитальным. Опр
Полный механический момент многоэлектронного атома.
Каждый электрон в атоме обладает орбитальным моментом импульса M и собственным моментом MS. Механические моменты связанны с соответствующими магнитными моментами, вследствие чего между в
Энергия молекулы. Молекулярные спектры.
Рассмотрим двухатомные молекулы. Различают два вида связи в них:
1) Если электрон в молекуле можно разделить на две группы, каждая из которых всё время находится около одного из ядер, т. е
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов