рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Физика
/
Спин электрона. Спин-орбитальное взаимодействие.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Спин электрона. Спин-орбитальное взаимодействие.

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 ).

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Квантовая природа электромагнитного излучения. Формула Эйнштейна

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...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Спин электрона. Спин-орбитальное взаимодействие.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Квантовая природа электромагнитного излучения. Формула Эйнштейна.
Планку удалось найти вид функции в точности соответствующий опытным данным. Величина пропорционал

Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Эффект Комптона.
Взаимодействие ренгеновского излучения с веществом. При прохождении рентгеновских лучей через какое-нибудь твердое, жидкое или газообразное вещество они взаимодействуют с электронами, ;i п

Количественная теория Резерфорда рассеяния альфа-частиц. Планетарная модель атома.
Планетарная модель атома. Из опытов Резерфорда непосредственно вытекает планетарная модель ато

Постулаты Бора. Теория Бора для водородоподобных систем. Модель атома Бора и энергетические состояния.
Постулаты бора: - Электрон в атоме, не теряя энергии, двигается по определённым дискретным круговым орбитам для которых момент импульса квантуется:

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

Уравнение Шредингера.
-

Квантование энергии. Частица в потенциальной яме.
(n=1,2,3,…) n – главное квантовое число, номер орбиты. m – магнитное квантовое число.

Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект.
Основное: Для потенциального барьера прямоугольной формы высоты U и ширины l можно записать

Квантование момента импульса и его проекции. Квантовое число.
Применительно к моменту импульса в квантовой механике вводят 4 оператора: оператор квадрата момента и три операто

Квантование водородоподобного атома в сферически-симметричном поле.
Рассмотрим систему, состоящую из неподвижного ядра с зарядом Ze и движущегося вокруг него электрона. При Z=1 это атом водорода, при Z> 1 это водородоподобный атом. Потенциальная энергия электрон

Принцип Паули. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.
Принцип Паули: в одном и том же атоме (или в какой-либо другой квантовой системе) не может быть двух электронов (либо других частиц с полуцелым спином), обладающих одинаковой совокупностью квант

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

Правило отбора при излучении и поглощении света.
Правило отбора отражает закон сохранения момента количества движений. Если рассматривать однофотонный процесс, то

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