什么是粒子的自旋?
自旋是粒子绕自己的某一点旋转吗?求一比较专业的定义。
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基本粒子(如电子)围绕本身的轴进行的迅速转动或这种粒子的体系在其轨道运动中的迅速转动,这种转动与可测量的角动量和磁距相对应。已发现的粒子中,自旋为整数的,最大自旋为4;自旋为半奇数的,最大自旋为3/2。
电子的自旋是1/2,光子的自旋是1。自旋为1/2是在旋转2周后会与原来的一样.
不是的!微粒的自旋没有经典对应,也就是说我们无法用日常经验的任何东西去类比微粒的自旋,严格来说,我们只能用数学去抽象地描述它。
建议看看我以前写的关于自旋的回答,内容很多,但有助于你加深理解微粒的自旋,尽管很可能不能使你完全满意。
http://zhidao.baidu.com/question/70541132.html
我们说到粒子的时候,经常听到”自旋“这个词但紧接着你可能又听到“自旋为1”,甚至“1/2自旋“ 类似这种奇怪的说法
在量子力学中,自旋是粒子所具有的内禀角动量引起的,虽然有时会与古典力学中的自转相类比,但实际上本质是迥异的。古典意义中的自转,是物体对于其质心的旋转,比如地球每日的自转是顺着一个通过地心的极轴所作的转动。
首先对基本粒子提出自转与相应角动量概念的是1925年由 Ralph Kronig 、George Uhlenbeck 与 Samuel Goudsmit 三人所为。然而尔后在量子力学中,透过理论以及实验验证发现基本粒子可视为是不可分割的点粒子,是故物体自转无法直接套用到自旋角动量上来,因此仅能将自旋视为一种内在性质,为粒子与生俱来带有的一种角动量,并且其量值是量子化的,无法被改变(但自旋角动量的指向可以透过操作来改变)。
自旋对原子尺度的系统格外重要,诸如单一原子、质子、电子甚至是光子,都带有正半奇数(1/2、3/2等等)或非负整数(0、1、2)的自旋;半整数自旋的粒子被称为费米子(如电子),整数的则称为玻色子(如光子)。复合粒子也带有自旋,其由组成粒子(可能是基本粒子)之自旋透过加法所得;例如质子的自旋可以从夸克和胶子的自旋得到。
量子力学中,由于坐标和动量是不能同时确定的,而粒子运动又往往和动量相关。因此谈速度是没有太大意义的。
动量是坐标平移的生成元.
角动量是角坐标平移的生成元,也就是普通坐标下旋转的生成元.比如Lz=-id/dθ
其中θ是绕轴z的角度坐标。由于角度坐标是一个特殊的坐标,0=2π,使得波函数不仅满足周期条件(从而角动量量子化),还使得角度坐标平移下,也就是坐标旋转下,波函数允许有比普通函数平移更多的变化。
最容易理解的例子就是矢量波函数,矢量本身在坐标旋转下,其个个分量就要互相转化。在坐标转动一整圈后,这种分量转化完成一个周期。因此矢量波函数在坐标微小转动下,其函数变化不是-id/dθ,而要附加分量变化的部分。分量变化这部分跟粒子自己在空间中的位置没有关系,携带的角动量不能说是粒子在绕着什么东西运动,只能说是粒子绕着自己在运动。因此解释为粒子自旋。矢量粒子自旋为1,旋量为1/2,标量为0,还有其他的,但是都是1/2的整倍数
运动角动量和自旋本身在经典物理里就有。就跟你说的差不多,也就是公转和自转的区别。在量子力学里,很多粒子并没有大小,比如电子,因此自旋不能简单归为自转,而是必须知道量子物理中角动量和坐标变换的关系,也就是我上面说那一套。
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