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第七章自旋与全同粒子§7-1电子自旋

§7-2电子的自旋算符和自旋函数§7-3正常塞曼效应§7-4两个角动量的耦合§7-5全同粒子的特性§7-6全同粒子体系的波函数泡利原理§7-7两个电子的自旋函数§7-1电子自旋知识点教学目标电子自旋的实验依据电子自旋的特点记住电子自旋的实验依据。熟悉电子自旋的特点。本节内容1电子自旋的实验依据2电子自旋的特点1电子自旋的实验依据2电子自旋的特点电子存在自旋的实验依据光谱的精细结构：碱金属光谱的双线结构（比如，钠原子的波长为589.3nm的光谱线由波长为589.0nm和589.6nm两条组成）。1921年完成的斯特恩-盖拉赫实验是为了测原子磁矩，但却直接证实了电子自旋的存在。反常塞曼效应：弱磁场中，原子的一条光谱线会分裂成偶数条谱线。斯特恩-盖拉赫实验：单价原子（如银原子和氢原子等）束通过非均匀磁场后分裂为两束。原理：非均匀磁场对磁矩有力和力矩作用；从原子炉发出的原子的磁矩取向各不相同，在非均匀磁场的作用下会发生不同程度和方向的偏转，落到不同的位置上。1电子自旋的实验依据2电子自旋的特点斯特恩-盖拉赫实验原子受力如图，原子炉发出基态氢原子束。磁矩为的原子进入磁场时与磁场的相互作用能量为1电子自旋的实验依据2电子自旋的特点偏转距离通过测量Δz，得到Mz实验结果：底片上只有两条原子沉积，且对应的磁矩大小分别为MB称为玻尔磁子原子通过磁场时的平均时间炉子蒸发出的原子的平均速率最初，人们认为自旋是电子的机械转动。但理论计算表明，如果电子自转，其转动速度将超过光速！所以自旋不是机械转动，它是电子的一种新的固有的运动状态。1电子自旋的实验依据2电子自旋的特点1925年，乌伦贝克和古德斯密特提出了电子自旋的假设。自旋具有角动量量纲。解释结果分析不是轨道磁矩，因为体系处于基态，所以轨道磁矩为零；也不是核磁矩，因为核磁矩远远小于MB。电子有一个固有（内禀）磁矩，它在任何方向上的分量只能取两个数值±MB。电子自旋角动量在空间任意方向（比如z方向）的投影只能取两个数值电子自旋磁矩与自旋角动量的关系是1电子自旋的实验依据2电子自旋的特点磁矩与角动量关系电子轨道磁矩与轨道角动量的关系是自旋角动量自旋角动量也具有其它角动量的共性，即满足同样的对易关系1电子自旋的实验依据2电子自旋的特点注意电子具有自旋角动量这一特点纯粹是量子特性，不能用经典力学来解释。它是电子本身的内禀属性，是电子内部状态的表征，标志着电子还有一个新自由度。ABCD提交26-1下面关于电子自旋角动量说法错误的是电子自旋角动量在空间任意方向的投影只能取两个数值。

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