应《网络安全法》要求，自2017年10月1日起，未进行实名认证将不得使用互联网跟帖服务。为保障您的帐号能够正常使用，请尽快对帐号进行手机号验证，感谢您的理解与支持！

24小时热门版块排行榜    

小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 为什么磁铁在旋转的时候，磁场会跟着转？
121/2返回列表12下一页
查看: 4652  |  回复: 25
查看全部回帖 @他人 存档 新回复提醒 (忽略) 收藏    在APP中查看
当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)

[交流] 为什么磁铁在旋转的时候，磁场会跟着转？ 已有9人参与

磁场是电子自旋形成的。自旋没有确定的方向，但是大量自旋的合作用是形成一个确定方向的磁场。问题是，在磁铁旋转的时候，为什么这个磁场（电子自旋）会跟着转？是ls耦合的原因吗？单个磁性分子转动，spin也会跟着转吗？不是说改变电子的自旋是很困难的吗。那么一开始处于stern 格拉赫实验中的spin up电子是如何变成spin down的？

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
回复此楼

» 收录本帖的淘帖专辑推荐

Geonomy

» 猜你喜欢

» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)

» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
1楼 2015-05-29 10:03:38
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by nateymj at 2015-05-29 10:27:10
谁告诉你磁场是电子自旋产生的？

。。。望赐教。对于凝聚态，物质的磁性主要由轨道磁矩和自旋磁矩提供。具体来说是未上下配对的电子。
赞一下 回复此楼
3楼2015-05-29 12:32:30
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by nateymj at 2015-05-29 12:38:35
由电动力学理论，磁场是来源与电荷的运动，跟你说的电子轨道角动量对应上了！跟电子自身的自旋没由直接联系。对于自由的电子，无法产生磁场，但同时它的自旋是任意取向！
...

看来我的物理图像是错误的。如果把电子看成磁铁，那么它应该也可以产生磁场。但是其实它对总磁场没有任何贡献。也就是说，磁场的强度只跟轨道角动量有关。

看来＝＝ 也许我的物理图像错了。我把自旋想象成磁铁，平行排列提供一个磁场。看来不是这么回事。 记得书上说原子的磁矩主要由电子提供，轨道磁矩只是电子自旋磁矩的1－10％，就想当然的以为，电子提供的磁场强，而轨道提供的磁场弱。而其实，电子自旋并不提供任何磁场。

你说的意思，其实就是磁场是磁场，磁矩是磁矩，是这个意思吧。
赞一下 回复此楼
5楼2015-05-29 12:52:48
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by pippi6 at 2015-05-29 22:16:27
磁铁之所以能产生是由于磁铁内部的束缚电流产生的集体效应（电流产生磁场，Ampere‘s law）。束缚电流的机制主要不是电子自旋，而是电子绕原子核的运动，称为分子电流。但是，这些束缚电流相对磁铁的几何位置是固定 ...

谢谢，j应该是这样。束缚电流就是轨道磁矩除以轨道面积。轨道转动的原动力应该是静电力吧。原子核运动到新位置，原位置的电子受到的外电场变化，所以会重新运动到平衡位置。
赞一下 回复此楼
9楼2015-05-29 22:26:06
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
10楼: Originally posted by hahaha77 at 2015-05-29 22:54:00
物质磁性由电子轨道运动给出，与自旋无关，但是你说的单个分子，在空间运动时，其自旋态也会变化，具体用wigner-D矩阵转动过去即可，s-g实验中，spin up 变成spin down 可以通过外加缓变的匀强磁场，将磁场方向转动 ...

谢谢，问题是这个磁场的强度大小有要求吗？以前跟某教授讨论，他说自旋方向确定后很难反向，具体原因是难在哪里呢？是磁场强度不够强还是弛豫时间不够？另外自旋会进动吗？忘赐教！
赞一下 回复此楼
12楼2015-05-30 20:12:57
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
14楼: Originally posted by ygEric at 2015-05-30 20:58:24
这个回答才是正确的。

首先要区分宏观磁场与微观磁场。磁铁在外面表现的是宏观磁场，其微观起源是内部未配对电子的自旋由于交换作用而取向一致从而形成磁畴，磁畴原来的方向也是杂乱的，经过外磁场磁化后磁畴取 ...

多谢回复，有几点不太认同，望进一步探讨。

1.量子力学认为磁矩是轨道磁矩和自旋磁矩共同贡献的。但是，电子自旋磁矩并不产生磁场，磁场仅仅由电子的轨道运动生成。自旋并不产生磁场，这是量子力学的诡异之处。。

2. 转动磁铁，自旋跟着动，是因为原子的轨道是有空间取向的，当磁铁转动的时候，轨道先发生变化，而通过LS耦合，轨道磁矩的变化又传递给了电子自旋。所以电子自旋也跟着转动了。

以上是我的理解，也是综合了楼上几位虫友的看法。
如果有不妥之处，望指出。谢谢
赞一下 回复此楼
15楼2015-08-21 22:22:39
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by oos_good at 2015-05-29 21:09:27
只想知道：磁铁在旋转的时候，磁场会跟着转，你怎么知道的，你在多大的时间尺度上讨论。

磁铁的磁场方向变了啊。比如原来指向0点，现在就指向9点了。。 这个B是可以探测的。
赞一下 回复此楼
16楼2015-08-21 22:27:48
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
17楼: Originally posted by ygEric at 2015-08-21 23:45:45
哪本教科书上说过电子自旋不产生（微观）磁场？
...

磁场和磁矩是两个概念。电子是点粒子，自旋是非空间量。没有电荷在运动。那么根据maxwell方程，静止的电子无磁场。
赞一下 回复此楼
18楼2015-08-22 12:11:24
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
19楼: Originally posted by 卡开发发 at 2015-08-26 04:55:34
静止的带电粒子无磁矩，这是经典看法。别忘了QM讲自旋的时候指出的是电子具有内禀磁矩（内禀角动量），当然轨道角动量也提供一份。

还有一点，自旋的确是分为上下自旋，但是别忘了还有Sx，Sy，Sz这样的分量，空 ...

那请教一下自由的、静止的单个电子，所产生的磁场B是多大呢。我翻了翻手头的几本书，貌似都没有提到这个问题。

在我的观念里，磁场B的产生，需要电荷的运动。电子在轨道中的运动，是在实空间中的运动，所以可能产生磁场。但电子的自旋呢？

电子不是一个带着分数电荷的，有大小的小球吧。以前教量子老师总是说，不能用经典的观念理解电子。电子有一个内秉角动量，这个角动量不是电荷运动产生的。如果假设电子是个均匀的，电荷为q的、半径为r的带电球体，那么它表面的运动速度会超过光速。无法理解，但是目前还是把它当成点粒子来处理的。无穷小，但是有一个指向。

但是您说的M又确实可以产生磁场。在磁体中，分子总磁矩的密度假如是M，它确实可以累积。最后形成一个大的"分子电流"。。

为什么单个电子的磁场没有给出，在材料中有个M，突然就冒出来了。。
当然这点我也很不理解。因为没学过量子场论。不知道这些概念对不对。欢迎最猛烈的批评。

——————————————————————————

自问自答一下，也许电子波函数里的自旋项没有空间部分，仅仅是因为这一种近似。。就像我们也可以写出一个质子的波函数，但是这个波函数不能描述质子中分数电荷的分布一样。。所以，电子自旋波函数没有空间部分，不能作为电子没有体积的证据。若是真的没有体积，也就没有周长，自然也就不会有磁矩。

那么单个静止的电子有没有磁矩？会不会产生磁场？

我们假设单个静止电子是有磁矩的，看看会有什么现象。

如果两个静止的，spinup的电子，放在相距为l的地方。如下图所示
   （-）                      （-）
    l <---------- L  --------> |
假设左边的电子在右边电子处产生的磁场为B. 则右边的电子受到磁场作用后的能量为       uB

那么，如果左边是spindown的电子，右边还是spinup，则B反向，电子能量-uB.

这两个体系的能量变的不同了。能量高的那个体系不稳定。

那么，这个不稳定体系中，会不会有其中一个电子改变自旋，并在这个过程中，以光子的形式释放2uB的能量？那只需要拉两个电子来，探测放出的光子的频率v，就可以通过E=hv=2uB来确定电子所产生的磁场强度B在空间中的分布了？

这也有点像核磁共振。。
赞一下 回复此楼
20楼2015-08-27 22:34:25
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
10楼: Originally posted by hahaha77 at 2015-05-29 22:54:00
物质磁性由电子轨道运动给出，与自旋无关，但是你说的单个分子，在空间运动时，其自旋态也会变化，具体用wigner-D矩阵转动过去即可，s-g实验中，spin up 变成spin down 可以通过外加缓变的匀强磁场，将磁场方向转动 ...

但是单个电子跑过来，简单粗暴的加一个与S-G实验不同方向的外磁场B，电子的S会怎么演化呢，是会慢慢弛豫，进动，还是直接投影在新的磁场方向，变成叠加态。
赞一下 回复此楼
21楼2015-08-28 01:45:55
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
相关版块跳转 我要订阅楼主 jugengfans 的主题更新
121/2返回列表12下一页
普通表情 龙 兔 虎 猫 高级回复 (可上传附件)
信息提示
关闭
请填处理意见
关闭