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电子自旋和泡利不相容原理

基态银原子l＝0,通过磁场，应无偏转,但在屏上得到两条分立的黑线。射线的偏转表明：电子应具有另一种角动量,它在外磁场方向投影只能取两个值。电子自旋和泡利不相容原理斯特恩－盖拉赫实验（1921）SN原子射线源狭缝磁场底片斯特恩正在观测银原子束通过非均匀的磁场时，分裂成了两束

1925年,年龄还不到25岁的荷兰学生，乌伦贝克（G.E.Uhlenbeck）和古兹米特（S.Goudsmit）为了解释斯特恩－盖拉赫实验及原子光谱的精细结构(光谱双线)等实验,提出了大胆的假设：

电子不是点电荷，有固有的自旋角动量

和相应的

自旋磁矩。

电子带负电，磁矩的方向和自旋的方向应相反。设自旋角量子数为S,有,得:因自旋角动量在外磁场方向投影只能取两个值，BZ这一经典图象受到泡利的责难。按若把电子视为r=10-16m的带电小球，计算出的电子表面速度>c!面对按经典图象的理解所给出的“荒谬”结果，乌、古二人(当时不到25岁)曾想撤回自旋的论文。

问题：任何电子都有相同的自旋角量子数，且自旋角动量在外磁场方向投影只能取两个值，经典物理是无法接受的。

“Youarebothyoungenoughtoallowyourselvessomefoolishness!”

但是他们的导师埃伦菲斯特(P.Ehrenfest)鼓励道：最后事实证明，电子自旋概念是微观物理学最重要的概念！

电子自旋不是一个经典的概念，是电子的一种“内禀”运动，自旋角动量无经典对应，不能视为小球自转。是一种相对论效应。

自旋虽然不能用经典的图象来理解，但仍然和角动量有关。根据量子力学，自旋角动量是量子化的

电子的自旋角动量：是量子化的。S：自旋量子数，只能取1/2。一、电子的自旋电子自旋在空间某方向的投影：经典矢量模型ms：自旋磁量子数。zz磁距与动量关系：二、玻尔磁子（量子化磁矩的最小单位）自旋在z方向的投影只能取两个值，自旋玻尔磁子轨道玻尔磁子轨道角动量在z方向的投影差二倍！在磁场中能量自旋向上的能级较低，自旋向下的能级较高，电子喜欢呆在上自旋。l=0，磁场作用下，额外的势能银原子能级劈裂。讨论：级联SG实验SG，SzSG，SxSG，SzSG，SzSG，SzSG，SzSG，SxZ+Z-Z+Z-Z+Z-Z+noZ-X+X-X+X-Z+Z-Sz和Sx不对易，破坏相干！例l=1，j=1/2或3/2109.4º35.3º

j=1-1/2=1/2角动量合成的玻尔经典矢量模型图自旋轨道耦合使电子在时，其能量的单一的值分裂为两个值，产生光谱的精细结构。反方向合成并非直接相减！l=0,j=s=1/2l

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