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常洪勋

金虫 (著名写手)

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[交流] 你是怎么理解原子核的自旋运动？已有12人参与

本人量子化学菜鸟一个，最近闲着没事翻看相关书籍，突然想原子核自旋运动怎么回事，查了一些东西，通过对原子光谱超精细结构的研究测定，人们发现了核的自旋，然后很突兀的毫不讲道理的、用自旋量子数来表述，我就很奇怪，为什么不讲讲这些天外飞仙，怎么来的。
查小木虫以前相关帖子，说原子核是由质子和中子组成，他们又有夸克组成，夸克有自旋，就相应的有自旋，这跟没说差不多。
田丹碧主编《高等学校教材仪器分析》直接上去说，所有粒子都有自旋现象，原子核也是粒子，也有自旋现象，这主编该打屁股，这么简简单单的一说，实在费解。
请大家各抒己见。

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好好学习，天天向上

1楼 2015-03-06 10:25:05

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virtualzx

木虫 (著名写手)

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专业: 理论和计算化学

★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖

并没有毫不讲道理呀，我觉得依当时的情况可以说是迫不得已，毫无选择只能引入自旋量子数。人们发现电子具有内禀磁矩，而这个磁矩和电子的运动状态无关，任何状态的电子磁矩的大小都一样，只是方向不同。在此之前，磁矩的产生只有一种机理，就是带电粒子的旋转。旋转运动对应的量子数就是角动量，而人们观测到自旋角动量和电子本身运动的轨道角动量会发生耦合，并且耦合的方式和两个角动量的耦合是完全相同的，也就是说自旋从观测上来看，和一个独立的角动量自由度相同。

既然这个磁矩不是电子本身的整体运动造成的，那么如果按照经典图像考虑，似乎只有用自身旋转来理解，因此把这个现象叫做叫自旋。当然这只是命名而已，其实当时的人就知道不是一种旋转运动，只是产生磁矩的一个机理，但是没有更好的名字来命名它。

电子有自旋，其他基本粒子有自旋，不是拍脑袋想出来的，而是实验直接观察到的现象，许多基本粒子都具有内禀磁矩。我不知道编者该如何说才更加清楚，但是这就好像基本粒子有电荷一样，是一种自然现象，既然观察到了，也没有太多可解释的。