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1、第七章 自旋与全同粒子,我们已经知道，从薛定谔方程出发可以解释许多微观现象，例如计算谐振子和氢原子的能级从而得出它们的谱线频率，计算结果在相当精确的范围内与实验符合。但是这个理论还有较大的局限性。首先，薛定谔方程没有把自旋包含进去，因而用前面的理论还不能解释牵涉到自旋的微观现象，如塞曼效应等。此外，对于多粒子体系（原子、分子、原子核、固体等等），前面的理论也不能处理。, 7.1 电子的自旋,一、提出电子自旋的依据,斯特恩盖拉赫实验（Stern-Gerlach）（1922年） 当使基态 的氢原子束通过不均匀磁场时，观测到原子束仅分裂成两束，即仅两个态。这个实验直接证实了半整数角动量的存在。,（1

2、）实验描述,处于 S 态的氢原子,（2）结论,I。氢原子有磁矩 因在非均匀磁场中发生偏转,II。氢原子磁矩只有两种取向 即空间量子化的,S 态的氢原子束流，经非均匀磁场发生偏转，在感光板上呈现两条分立线。,（一）Stern-Gerlach 实验,G. Uhlenbeck（乌伦贝克） S.Goudsmit（古德 斯密特）假设,1925年二人合作根据实验结果提出电子自旋的假设： （1）电子具有自旋角动量 ，它在空间任何方向上的投影值（测量值）仅取两个值，例如 方向 （2）由于电子具有自旋，实验发现，它也具有自旋磁矩（内禀磁矩） ，它与自旋角动量关系是 和 分别是电子的电荷和质量， 在空间任何方向上的投影值（测量值）仅取两个值,（7.1-1）,（玻尔磁子）（7.1-3）,（7.1-2）,电子回转磁比率,我们知道，轨道角动量与轨道磁矩的关系是：,轨道回转磁比率,可见

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