自旋


筆記一下自旋的理解。

源起

有些粒子有可以測量的角動量。比如電子。繞核運動不足於解釋全部的角動量。但如果認為電子在自轉,以它的可測量半徑來計算,表面的線速度會超過光速。這是相對論不允許的。於是無法視作粒子在自轉。為了區別,改稱自旋(spin)。

最後只能認為對應於這個角動量的「自旋」,是粒子的內秉屬性(足以區分身份的屬性)。就是說,如果兩個粒子的自旋值不同,那它們必為不同的粒子。

理論

自旋值是粒子的一個量子數,記為 S。

表示這粒子的能級可以由 -S 到 +S, 每個相隔 1.
如 S= 1/2;能級就是 -1/2 到 +1/2 共有 2 個。
S=2; 能級就 -2, -1, 0, 1, 2 共 5 個。

所以說「電子自旋是1/2」是一個簡便的說法,實際是說:「電子的自旋能級有 -1/2,1/2 這2個。」

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