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meteorabob

铜虫 (正式写手)


[交流] 请教一个问题,自旋多重度为什么是2S+1? 它的意义又是什么?

如题,谢谢大家的交流!

[ Last edited by meteorabob on 2013-2-7 at 13:12 ]
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fah

铁杆木虫 (著名写手)


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meteorabob: 金币+1, 呵呵,谢谢您的回答! 2013-02-07 23:13:51
也许是因为自旋量子数最小是1/2?
这样s=0时,只有一种自旋,2s+1=1
s=1/2时,有上下两种,因此2s+1=2
至于s为什么不是整数,我也不知道,期待高手解答
2楼2013-02-07 14:15:49
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slh512

铁虫 (小有名气)


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meteorabob: 金币+3, 谢谢 2013-03-14 07:47:45
电子自旋仍是一个假设,至今尚无终极解释。
该假设源于几个重要的实验--特别是斯特恩-盖拉赫实验。
单电子自旋角动量在任一方向的投影只有一个数值,但有两个相反的方向,即其磁分量只能为+1/2,或-1/2原子单位。
角动量合成时,即给定方向上的叠加,就等于其分量的叠加,其可能的数值只有2S+1个,对应2S+1个不同的旋轨耦合能级,以及相应的精细结构谱线--即考虑自旋后原来一条谱线因能级分裂而增加为2S+1条。注意这里S是电子的总自旋量子数,可能的取值为ns,ns-1,。。。0或1/2.这里n为电子总数,s为单电子自旋,即1/2. n为电子数量,为偶数时S的最小值为0,为奇数时S的最小值为1/2.
参见原子物理的书籍。
8楼2013-02-10 08:05:39
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普通回帖

Sophie631001

铁杆木虫 (知名作家)


★ ★ ★
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meteorabob: 金币+2, 您说的自旋角动量是指整个分子的吗,也就是分子内电子共同的自旋角动量? 2013-02-07 23:16:43
意义:当总自旋量子数(S)给定后,对于相同的空间电子波函数来说,其自旋角动量的可能取向数等于2S+1(即多重度)。如单线态因S=0,多重度2S+1=1;双线态因S=1/2,2S+1=2。
3楼2013-02-07 14:40:02
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★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
meteorabob: 金币+1, 嗯,好像是的 2013-02-07 23:17:17
理由如下:粒子自旋的本质是角动量。
4楼2013-02-07 21:43:26
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faith···

银虫 (小有名气)


★ ★ ★
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meteorabob: 金币+2, 你说的这个我想起来了,好像自旋考虑的就是Z轴的分量。 2013-02-07 23:20:05
啊,我想这个,你可以看看量子力学最后关于自旋的推导,有些东西我也忘了。我记得没错的话当初发现电子的自旋应该是:在z轴方向它的分量只有+-0.5h/π。当然我很赞同三楼的说法。
5楼2013-02-07 21:51:14
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fyl7

铁杆木虫 (正式写手)


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meteorabob: 金币+4, 谢谢您,也就是说2S+1是数学上推导出来的咯? 2013-02-08 16:51:14
自旋是角动量,有方向的,因此在三维空间有三个分量,而这三个分量又不可同时确定。因此,有以自旋的平方S^2和其中一个分量,比如S_z,作为完备可观测量集,而通过角动量的代数关系,可以推导出其本征态集,正好具有2S+1重简并,即2S+1个态对应同一个角动量值或能级。
6楼2013-02-08 10:46:09
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fyl7

铁杆木虫 (正式写手)


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meteorabob: 金币+4, 谢谢! 2013-02-10 01:00:09
可以认为是数学上的推导,主要是角动量的对易关系决定的。
7楼2013-02-09 13:38:31
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walk1997

金虫 (著名写手)


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meteorabob: 金币+3, 谢谢 2013-03-14 07:47:51
引用回帖:
4楼: Originally posted by racoon01 at 2013-02-07 21:43:26
理由如下:粒子自旋的本质是角动量。

再进一步 什么是角动量 或者说角动量是怎么来的?
---  角动量关联着空间转动的性质
自旋的各种性质归根结底源于时空的变换性质
9楼2013-02-10 17:49:05
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刘小伟110

木虫 (小有名气)



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引用回帖:
3楼: Originally posted by Sophie631001 at 2013-02-07 14:40:02
意义:当总自旋量子数(S)给定后,对于相同的空间电子波函数来说,其自旋角动量的可能取向数等于2S+1(即多重度)。如单线态因S=0,多重度2S+1=1;双线态因S=1/2,2S+1=2。

请问,我用vasp计算未成对电子的自旋多重度问题,有2个未成对电子,设置NUPDOWN=3,那么在INCAR里还需要设置ISPIN=2和MAGMOM吗,另外,如果单个H原子吸附在slab上,是不是要设置NUPDOWN=2呢,H2O分子吸附的话,是不是就不用设置了呢。。。
10楼2014-03-12 10:29:10
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刘小伟110

木虫 (小有名气)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
4楼: Originally posted by racoon01 at 2013-02-07 21:43:26
理由如下:粒子自旋的本质是角动量。

请问由于单电子引起的自旋多重态,是不是一种磁性
11楼2014-03-12 10:31:36
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