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布谷噔噔

银虫 (小有名气)


[交流] 电子交换作用与自旋

1.电子的交换作用怎么理解呢 为什么叫交换作用呢 很费解呀
2.对于 某一个特定的电子,它的自旋方向是永远固定的呢,比如 向上就永远向上 向下就永远向下,还是可以被改变的呢 ?
[好像明白了] 电子的自旋是不会改变的,但是取向可以改变,就是向上或向下可以改变,就像一个旋转的匀质球体掉一下头。我之前所纠结的实际上应该是电子有没有正反转,比如地球的正反转,但是电子是没有正反转的,因为它是匀质的,南北极没有区别,无所谓正反转。应该是这样吧,我也不确定,电子确实是南北对称的吗?但是新问题又来了:
3.电子在改变磁量子数的时候是掉一下头呢,还是不掉头,改变一下自旋的旋转方向,就像地球一样由自西向东变为自西向东?

[ Last edited by 布谷噔噔 on 2012-11-6 at 09:35 ]
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walk1997

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6楼: Originally posted by janecool at 2012-11-04 18:08:48
首先我没有说自旋和电荷,质量这样的内禀属性是一样啊。其次电子的自旋源于空间的性质???有方向?那么方向在哪?如果有方向自旋波函数里面为什么没有空间坐标?...

1. 我是举例想说自旋和电荷/质量等内禀属性是不一样的 以免误会
或者换句话说 内禀这词 用的时候 还是指明下 指代内部空间的属性 还是其他什么区别于时空坐标的物理量
2. 电子的自旋自然是源于空间的性质 或者说准确点 是时空的性质
"方向"一词一般用于时空上的矢量,说自旋有方向 这个方向不是矢量的方向
就象张量 你非要说二阶张量没方向 那也没法子 (矢量有方向 矢量的并矢没了方向?....)  自旋只是旋量表示而已 旋量的转动变换完全决定于空间的转动(方向的概念无非源自空间的转动)  另外 旋量也可以组出矢量 说自旋没方向的话 问题就来了:没方向的怎么组出通常意义的空间方向来?
没方向的标量,有方向的矢量,代表自旋的旋量 无非是Lorentz群的不同表示 说它们源于时空的性质 我觉得是应该的 进一步 如果时空不是4维的(比如1维或者2维) 那么自旋的性质和现在看到的就会差异很大....
同样 即使是在非相对论近似下,自旋算符也是矢量形式 就是角动量的一部分 角动量应该有方向吧? 那为何自旋不能说有方向?
自旋波函数指的是什么?不管相对论情况还是非相对论情况,考虑自旋非零时,完整的波函数都是多分量的,不同的分量在物理时空(空间)转动下的变换性质不一样,这代表着它们和"方向"的本质联系,
我不太清楚你说的 “自旋波函数里面为什么没有空间坐标”是什么意思
我猜你说的可能是(0,1)和(1,0)这样表示自旋波函数的形式吧?
如果是这个的话,这只是把空间部分和自旋部分分离出来后的形式,原则上这种写法不是最普适的,除了H和自旋算符z是对易的情况外,其他情况 完整的波函数应该不能这么写 (最后面这个结论 我还没完全check 也可能有其他特殊情况 是可以分离 但是不对易)

btw: 一点题外话 个人好奇 我感觉如果是高能的 我们不应该对此问题有异议的? 如果是凝聚态的 有不一样的说法 我能理解....呵呵
7楼2012-11-04 20:52:38
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查看全部 29 个回答
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布谷噔噔: 金币+1, 3Q 2012-11-05 19:25:26
这个问题我记得原来有人问过,回答过了,你收索一下...
3楼2012-11-04 09:50:15
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华丽的飘过: 金币+3, 3q 2012-11-04 13:17:44
1.电子的交换作用其实是因为电子的全同性所引起的,交互作用其实并不是真的作用,是全同性的关联所导致的量子效应,只是一种等效作用。
2.话说电子自旋其实没有方向,因为它是电子的一种内禀属性,它有的是磁化方向,意思就是如果你改变对电子波函数的作用,电子的磁化方向可以改变。
4楼2012-11-04 10:16:12
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walk1997

金虫 (著名写手)


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小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
布谷噔噔: 金币+1, 3Q 2012-11-05 19:25:41
引用回帖:
4楼: Originally posted by janecool at 2012-11-04 10:16:12
1.电子的交换作用其实是因为电子的全同性所引起的,交互作用其实并不是真的作用,是全同性的关联所导致的量子效应,只是一种等效作用。
2.话说电子自旋其实没有方向,因为它是电子的一种内禀属性,它有的是磁化方向 ...

"话说电子自旋其实没有方向,因为它是电子的一种内禀属性"
---
这个说法 个人感觉不合适 电子的自旋这种"内禀属性"和电荷/质量等这样的内禀属性是不一样的
电子的自旋和光的极化 原则上是同样的东西 是源自于空间的性质 说它有方向 感觉没问题 而且它的分量的确代表空间不同方向的性质
这不同于复标量场等的分量只是代表内部空间转动下的不同性质
5楼2012-11-04 13:27:26
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