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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 关于电子自旋
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cf1022108

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
南风又起: 金币+3, ★★★★★最佳答案 2014-06-12 12:56:48
首先,粒子的自旋并无经典对应的力学量,完全是一种量子行为,它不像经典轨道角动量那样,可以有经典对应应.当初引入自旋的时候,就是因为发现电子的光谱在外加磁场中会产生进一步分裂,而这种分裂是无法用经典的理论解释的,于是人们就引入了自旋这个概念来解释.于是人们就为粒子引入了一个新的量子数,称为自旋量子数,用以解释原子的精细结构..而自旋从狄拉克的相对论性波动方程中,是可以从理论上自然而然的引出来的,因此可以说自旋是一种相对论的效应.
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为推动人类社会的发展而努力奋斗
11楼2014-06-12 10:53:36
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hidebrain

新虫 (小有名气)
自旋来源于波粒二象性。
所以是量子力学特有的物理性质。
但我现在感觉，自旋的物理起源，其实是来源于粒子相速度和群速度的某种综合效应。
因为波粒二象性，粒子同时具有粒子相速度和群速度，都对角动量有所贡献。
但计算角动量时，又是人为按照经典物理的规则在计算角动量，只是计算粒子的群速度对角动量的贡献，所以，就带来和实际角动量的一个差值。所以，就出来一个单独的自旋。
这个只是我个人的感觉，不成熟的一个见解。
有兴趣的，可以按照这里思路去深挖。

参见我发的这个贴子，http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=7509346&fpage=1
我感觉自旋的物理起源，最终应该是可以搞明白的。
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12楼2014-06-12 18:37:30
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walk1997

金虫 (著名写手)
引用回帖:
12楼: Originally posted by hidebrain at 2014-06-12 18:37:30
自旋来源于波粒二象性。
所以是量子力学特有的物理性质。
但我现在感觉，自旋的物理起源，其实是来源于粒子相速度和群速度的某种综合效应。
因为波粒二象性，粒子同时具有粒子相速度和群速度，都对角动量有所贡献 ...

风马牛不相及
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13楼2014-06-13 08:30:53
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walk1997

金虫 (著名写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by leedobb at 2014-06-11 13:32:58
电子自旋不是经典的自旋的意思可能可以这样理解，
1 它不是说电子真的旋转。
2 它是一种区别于空间的一种内部自由度引起的量
3 但它的方向性容易让人误解，因为经常说测量后发现自旋沿z方向向上，然后就会想测量 ...

comment一下,关于3,
经典的刚体自转也是需要3个自由度来描述的吧，比如有3个角速度或者3个欧拉角等. 量子的自旋是针对点粒子的，它和经典刚体转动带来的相对角动量的量子性质是一样的，也是一个真实的3维空间中的矢量，对自旋(分量)的测量也是在某个真实的空间方向上的结果(对同一状态，不同空间方向上的测量，结果是不一致的-普遍情况下)

说电子的自旋是量子性质来的，我想在量子力学下有2方面原因
1.电子是点粒子，它没有相应的经典转动，但其带来的角动量性质则又和经典的自传类似，这说明除质量外有额外的内部自由度，这不是点粒子的经典力学能包含的.
2. 电子的自旋， 其本征值是量子的，并且不可同时观测。

说是相对论效应，这可能需要在学完群论-对称性之后才会说明/理解的彻底些。
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南风又起
14楼2014-06-13 08:42:29
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mljphy

铁虫 (正式写手)
自旋是电子的一种运动形式，可以说对于自旋运动只有两种运动状态，对于电子绝没有第三种。用自旋向上和向下来标志这两种状态。排斥一切异常，就像人只有男人和女人两种一样。
所谓的量子效应意思就是从牛顿方程中出不来，必须从Dirac方程得出。Dirac方程本身是Shrodinger方程的狭义相对论推广。所以说是量子效应和相对论效应。
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一切都会慢慢好起来。
15楼2014-06-13 14:51:07
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南风又起

金虫 (初入文坛)
送红花一朵
引用回帖:
14楼: Originally posted by walk1997 at 2014-06-13 08:42:29
comment一下,关于3,
经典的刚体自转也是需要3个自由度来描述的吧，比如有3个角速度或者3个欧拉角等. 量子的自旋是针对点粒子的，它和经典刚体转动带来的相对角动量的量子性质是一样的，也是一个真实的3维空间中的 ...

学物理路漫漫，物理体系每一步的完善都不容易。
我现在去思考不懂的问题，有你们的帮助真的是太好了。
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闷头向前走吧
16楼2014-06-13 23:20:11
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annkk

木虫 (正式写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by leedobb at 2014-06-11 13:32:58
电子自旋不是经典的自旋的意思可能可以这样理解，
1 它不是说电子真的旋转。
2 它是一种区别于空间的一种内部自由度引起的量
3 但它的方向性容易让人误解，因为经常说测量后发现自旋沿z方向向上，然后就会想测量 ...

关于第3点，明显是错的。电子自旋也是两个方向自变量。
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性格决定成败！
17楼2014-06-14 00:11:02
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小范范1989

木虫 (著名写手)
很多的量子效应不能用经典来衡量，自旋是一种内炳运动，我们在理解的时候，可以想象为自转，类似地球自转，楼主理解就好，不必要纠结于这些量子概念
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It doesn't matter how slow you are, as long as you're determined to get there, you'll get there.
18楼2014-06-15 21:18:04
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leedobb

金虫 (正式写手)
引用回帖:
14楼: Originally posted by walk1997 at 2014-06-13 08:42:29
comment一下,关于3,
经典的刚体自转也是需要3个自由度来描述的吧，比如有3个角速度或者3个欧拉角等. 量子的自旋是针对点粒子的，它和经典刚体转动带来的相对角动量的量子性质是一样的，也是一个真实的3维空间中的 ...

嗯，你没理解我的意思。
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有一天，我打了个瞌睡就到了这里，但我知道我掉入了时光的循环中，虽得以永生，但只有第一个循环有意义。
19楼2014-06-16 09:21:04
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jiaokuisong

银虫 (小有名气)
引用回帖:
17楼: Originally posted by annkk at 2014-06-14 00:11:02
关于第3点，明显是错的。电子自旋也是两个方向自变量。...

看了很多文献基本都是这么理解的，由于斯特恩-格拉赫实验。怎么说是俩个方向自变量呢？
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现在真心有点迷茫
20楼2014-06-16 10:11:13
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