回覆列表
  • 1 # 飛賊克斯和康德馬特

    需要明確的是,所謂電子自旋,並不是說電子本身像地球一樣自轉,只是假想它存在一個自轉磁矩而已。我們目前並不清楚電子的直徑是多大,或者電子形狀是不是一個球形,這都僅存在想象之中。根據目前已知的電子最大直徑,以及電子電荷量的大小(即一個元電荷),可以估算,如果需要產生電子自旋那麼大的磁矩的話,電子自轉起來其邊緣的電荷是超過光速的!這說明,僅靠經典物理中的自轉公轉等來套用理解量子力學中的自旋是完全錯誤的。

    實際上電子的自旋是它的基本屬性。微觀粒子有許多基本屬性,如電荷、質量、自旋、同位旋、顏色、味道等,又叫做內稟屬性,即是天生就有的,就像某一個特定的人的身高體重一樣。儘管我們基本理解了質量的Higgs機制起源,但是對於電荷、自旋等物理起源尚不是特別清楚。其實,所謂自旋,也不過是物理學上的一種定義,就是說明電子本身具有一個很大的磁矩而已,這個磁矩(自旋角動量)是可以用實驗測量出來的,是1/2半整數。正電子、中微子和夸克的自旋也是1/2.,某些粒子的自旋是整數1或0.

    既然自旋是電子的內在特徵,就不會因為它所處的環境而發生改變。無論電子是處於自由狀態,還是處於原子內部,還是處於化合物或固體材料中,它的自旋都是存在的。實際上,原子的磁矩主要來自電子自旋排布不對稱、電子的軌道磁矩和原子核自旋,後兩者貢獻很小。只要原子外部電子排布造成了自旋向上和自旋向下的電子數不對等,就有可能產生不為零的磁矩。換句話說,我們通常認為原子的磁矩就是電子自旋造成的。在化合物中,分子的磁矩或固體材料的磁矩,就是因為電子自旋排布的不對稱造成的。如果原子磁矩(電子自旋)排布均一致,那麼整體就會出現鐵磁性;如果相鄰原子磁矩排布相反,那麼整體就出現反鐵磁性;如果原子磁矩排列雜亂無章,整體就是順磁性。類似的還有螺旋磁、亞鐵磁、斯格明子等很多非常複雜的磁結構,這都是因為電子自旋造成的。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • dessert/desert/dissert,哪個才是甜點的英語?