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原子理论中,自旋量子数为正负1/2指电子自转还是绕核正逆时针的公转?

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/06 13:39:21
原子理论中,自旋量子数为正负1/2指电子自转还是绕核正逆时针的公转?
原子理论中,自旋量子数为正负1/2指电子自转还是绕核正逆时针的公转?
既不是自转也不是公转(甚至和旋转都不沾边!),自旋就是一个抽象的名词而已,没有宏观的类比.自旋的实质含义和字面完全不是一回事.
人们认识到所谓的自旋现象,是在于人们发现电子轨道【注1】角动量为零时(s电子的轨道角动量就是零),却可以具有不为零的总角动量.这在宏观世界里是不可想象的,任何有角动量的宏观物体必然会有转动,物体总的角动量除去其轨道运动(即公转)的角动量后,还有剩余的话,这个物体必然发生自转.而任意轨道上的电子的其总角动量减去其轨道角动量后,并不是零,似乎电子应该做自转运动,而事实上电子并不存在自转(电子可以看做一个点,没有大小【注2】,按经典力学它的自转角动量为零,因此说不存在经典力学的自转),这说明电子本身(假定它不做轨道运动)具有与生俱来的角动量(这种与生俱来的性质常常被称为内禀性质).电子的这种无法说清楚的特殊运动方式就被称为电子的自旋(其实它并未自转,天生就具有自旋角动量).
中学老师一般都会教学生正1/2就是顺时针,负1/2就是逆时针诸如此类形象的说法,其实是完全错误的.自转都不存在,哪里谈得上顺时针和逆时针.所谓自旋磁量子数正1/2,就是自旋角动量在外磁场方向上的分量取得正值,负1/2取得负值.
【注1】电子的轨道运动和宏观物体的轨道运动也是不同的,没有明确的轨迹,只有大致的运动范围.
【注2】电子的大小目前尚不能测定,只知道小于10^-18m(很可能比这还小得多),这样的大小完全可以看做一个质点,一个质点是不存在自转的.即便不把它看做质点,按经典力学计算的自转角动量也会比它实际的自旋角动量小得多.也就是说自旋角动量并不是由电子自转产生的(电子不自转也存在这个角动量).
不知楼主是高中还是大学,高中的话上文可能难以理解,权且当做结论了解一下就行了.只是不要试图去想象电子究竟是怎样自转或公转的,还有什么顺时针逆时针,这样想象就误入了歧途,电子根本就不存在这些概念.
如有不明欢迎追问.