Спін

Відео: Техніка СПИН - # ПродажіЗа5Мінут

спін (Англ. spin - веретено) - фундаментальна характеристика мікроскопічної частинки (наприклад атомного ядра або елементарної частинки), яка в деякому відношенні аналогічна «власному моменту імпульсу частинки». Спін є квантової властивістю частинок і не має аналогів в класичній фізиці. Тоді як класичний момент імпульсу виникає внаслідок обертання масивного тіла з кінцевими розмірами, спін властивий навіть частинкам, які на сьогодні вважаються точковими і не пов`язаний ні з одним обертанням мас всередині такої частки. (Спін неточковіх частинок, наприклад атомних ядер або адронів, є векторної сумою спинив і орбітального моменту імпульсу її складових, тобто і в цьому випадку спін частково пов`язаний з обертовим рухом всередині частинки.)
Спін може приймати тільки певні (квантовані) значення:

мети: 0,1,2,3 ...
напівцілим: 1/2, 3/2, ...

Спін є важливою характерістокю елементарних частинок.
Історія відкриття


Спін електрона відкрили в 1925 Уленбек і Гоулдсміт, проводячи експерименти з розщеплення пучка електронів в неоднорідному магнітному полі. Вчені сподівалися побачити, як пучок електронів розщепиться на кілька, в залежнотсті від квантованного орбітального моменту. Якби кутовий момент електронів дорівнює нулю, то пучок теж не розщеплюється, якби кутовий момент дорівнює , Те пучок розщепився б на три, і т.д., на 2L +1 пучки при кутовому моменті . Результат перевершив всі очікування: пучок розщепився на два. Пояснити це можна було лише приписавши електрону власний момент . Цей власний момент електрона отримав назву спина. Спочатку думали, що спін відповідає якомусь внутрішньому обертанню електрона, але незабаром Поль Дірак вивів релятивістський аналог рівняння Шредінгера (так зване рівняння Дірака), яке автоматично пояснювало існування спина зовсім з інших принципів.
Поняття спина дозволило побудувати теорію періодичної системи, з`ясувати структуру атомних спектрів, пояснити природу ковалентних зв`язків, т.
оператор спина
Математично спин описують Спінор - стовпчиком з 2S +1 хвильових функцій, де S - це значення спина. Так частки з нульовим спіном описують однієї хвильової функцією або скалярним полем, частки зі спіном 1/2 (наприклад електрони) - двома хвильового функціями або спінорно полем, частки зі спіном 1 - трьома хвильовими функціями або векторним полем.
Операторами спина є матриці розмірності (2S +1) x (2S +1). У разі частинок зі спіном 1/2 оператор спина пропорційний матрицями Паулі



.

Оскільки матриці Паулу НЕ комутують, то одночасно можна визначити тільки власні значення однієї з них. Зазвичай вибирають? z. Отже, проекція спина на вісь z для електрона може мати наступні значення.

.

Про стан з часто говорять, як про стан зі спіном направленим вгору, про стан з кажуть, як про стан зі спіном, спрямованим вниз, хоча ці назви цілком умовні, і не відповідають жодним напрямками в просторі.
Значення інших компонент спина є невизначеними.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!