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shuligaoshou铜虫 (正式写手)
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自旋的历史贯穿了整个量子力学的发展过程？ 已有4人参与
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自旋的历史贯穿了整个量子力学的发展过程 1） 轨道角动量和自旋角动量都是原子不可或缺的，它势必在（史特恩-格拉赫实验）塞曼效应实验和史特恩-格拉赫实验都发挥作用。只是运动方式不同而已；塞曼实验是把原子是相对固定的，而史格实验是原子是平动的。 2） 塞曼效应实验在1896和1897年完成，那是还没有量子化的概念；当时是用经典的电工学和汤姆孙原子模型解释该现象的；（由于当时没有自旋的概念）还无法解释反常塞曼效应。 3） 到了1921年，波尔原子模型已经建立，n和l已经提出来。实验条件也有了很大提高。再结合以前诡异的塞曼效应，爱因斯坦提出，如果角动量在空间分布是量子化的，那么原子在磁场中运动后会偏转成固定的角度，史特恩-格拉赫为了证明这个猜想而在1921年开展艰苦卓绝的史特恩-格拉赫实验。 4） 当时希尔伯特等数学家充当了量子力学工程师的角色，l与m的关系已经逐渐确定。史特恩-格拉赫发现m=0的时候，原子在磁场中运动后也会偏转成两个角度 5） 受天体力学和天文动力学的启发，乌伦贝克和格德斯密脱提出了自旋的说法（类似地球的自转）。由于两个偏转角度是固定不变的，所以他们假设电子的自旋和地球的自转不同，电子自旋是没有方向性的（角动量在空间任何方向的投影只取两个固定值）。同时他们结合德布罗意物质波的概念，提出了数值的大小并计算出磁矩的大小（波尔算出来的？），与爱因斯塔建立的相对论相冲突，直接导致了狄拉克相对论量子力学的诞生。 6） 随着自旋逐渐深入人心，希尔伯特、勒让德、索末菲、里兹、冯诺依曼等数学高手通过先前的角动量算符的对易规律，提出了自旋角动量算符的对易规律。 7） 之后两个角动量算符进行了耦合，解释了光谱的精细结构。 8） 就在当时，1925年，泡利根据前人无数的光谱数据总结出四个量子数和泡利不相容原理。矩阵力学和波动力学相继建立。随着全同性假设的建立，证明了Ms的正确性。 9） 自旋不光能解释反常塞满效应而已，人们逐渐发现它可以用于解释化学键（两个电子的自旋函数），量子化学由此逐渐建立起来。 10） 自旋由于没有广义坐标系，是使用矩阵表示的，乌伦贝克提出自旋假说以后是泡利率先提出泡利矩阵定量解释自旋现象的。 11） 自旋计算彻底使用矢量代替波函数和矩阵代替算符的方法了(这么说真奇怪，本来就是一回事) ; 12） 自旋首先是在电子身上发现的;还有不只是物质粒子，玻色子也有自旋. 13） 14） 这么说对么？ |
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