Sunday, December 29, 2013

轨道角动量和自旋角动量性质

轨道角动量和自旋角动量性质的区别是什么啊？
Connor

来自: Connor 2012-01-05 11:47:22

  • Tabris

    Tabris (人生的意义就是“等待与希望”) 2012-01-05 13:08:39

    以氢原子核模型为例，电子绕质子运动（这里假设质子静止），那么电子在做圆周运动，电子的轨道角动量就代表了这样的圆周运动。但是另外电子还有个自转，就类似地球有个自传一样，这个自转由自旋角动量描述。

    但是需要另外说明的是，这个是自旋最初的构想，但是实际上，如果把电子当做一个球体，那么会出现它表面的转速超过光速，所以有矛盾。当然，如果你不把电子理解为一个球体，这样的矛盾就不存在，但相应的，就会使得自旋失去具体的物理意义。不过这不重要，因为如果把它当做是电子的一种性质，等效于球体的自旋角动量来理解是没有问题的，因为我们目前也不知道到底电子是什么。

    进一步的，在Dirac构造相对论Schrodinger方程时，就会很自然的导出在相对论要求下，会有这么一个性质，但还是无法说明具体的物理意义，所以，总的来说，这是一个等效的角动量。
  • 孤立奇点

    孤立奇点 2012-01-05 13:48:23

    我目前的理解，没什么不同，就初等的量子力学角度。除了，一个是电子在实际物理空间上的物理量，一个是在电子内禀空间上的物理量。两者之间一般没有相互制约。就是不会说轨道角动量投影是怎样时会使得自旋角动量一定怎样或不怎么样。轨道的话，本征值即可能值有很多，根据电子所处的能级等决定其个数和大小。而自旋的话只能有两个，总是那两个。两者都有相同的对易关系。都只能谈论，角动量在某方向投影为允许值的可能性大小，而不能谈论什么角动量。两者有相同对易关系，但是用经典量子化的方式无法构造出自旋角动量这一大自然客观物理量。就如同发现电子运动不是在两维平面，而是三维空间，所以平面或曲面几何时不足以构成一套大自然的力学分析模型的。现在进一步发现原来电子还有一个自由度，自旋。原来的单靠给出空间三坐标分量的初值、动量初值和物理空间的哈密顿的方法来确定电子运动办法失效了。而要引入新的自由度才能在原有力学结构模型中解释和预言电子的轨迹
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