第七章自旋与全同粒子-1.ppt

立即下载 作者: 撩心
上传时间: 2024-06-26
关键词: 电子 原子 自旋 实验 大学 原子磁矩 图像 磁矩 事实 引入
大小 988.5 KB
描述
第七章 自旋与全同粒子
赵 永 林
瞬时强激光脉冲技术拍摄到电子运动图像
瑞典伦德大学工程学院的科学家研发出一种瞬时强激光脉冲，称为“阿秒脉冲”(attosecond)，这使得人类第一次可以拍摄到电子的运动图像。瑞典伦德大学工程学院的原子物理学副教授约翰-马里茨逊说，电子围绕原子核转一周大约需要150阿秒的时间(1阿秒=10< sup> -18< /sup> 秒) 。 在另一束激光的帮忙下，科学家们还成功引导一个电子与原子核进行碰撞，并拍下图像。 
不同的电子自旋方向导致
单个钴原子具有不同的形状
美国俄亥俄大学和德国汉堡大学的科学家们展示了他们首次获得的，电子不同自旋状态下单个钴原子的图像。
该研究表明，通过对单个金属原子的操控，科学家具有了探测和操纵单原子中电子自旋方向的能力，这将极大的影响纳米级存储器、量子计算机和自旋电子器件的未来发展。
萨瓦·拉（美国俄亥俄大学）
安德烈·库柏兹卡（德国汉堡大学）
在较强的磁场下（∽），我们发现一些类氢离子或碱金属原子有正常塞曼效应的现象，而轨道磁矩的存在，能很好的解释它
但是，当这些原子或离子置入弱磁场（∽）的环境中，或光谱分辨率提高后，发现问题并不是那么简单，这就要求人们进一步探索。大量实验事实证明，认为电子仅用三个自由度来描述并不是完全的。
我们将引入一个新的自由度—自旋，它是粒子固有的。
当然，自旋是Dirac电子的相对论性理论的自然结果。现在我们从实验事实来引入。
§7.1 电子的自旋
（一）Stern-Gerlach 实验
(二）光谱线精细结构
（三）电子自旋假设
（四）回转磁比率
（1）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
（3）讨论
磁矩与磁场之夹角
原子 Z 向受力
分析
若原子磁矩可任意取向，则 cos  可在
（-1，+1）之间连续变化，感光板将呈现连续带
但是实验结果是：出现的两条分立线对应 cos  = -1 和 +1 ，处于 S 态的氢原子 =0，没有轨道磁矩，所以原子磁矩来自于电子的固有磁矩，即自旋磁矩。
钠原子光谱中的一条亮黄线
目录
电子/原子/自旋/实验/大学/原子磁矩/图像/磁矩/事实/引入/ 电子/原子/自旋/实验/大学/原子磁矩/图像/磁矩/事实/引入/