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§6.1 电子自旋.doc

6.1 电子自旋重点:电子自旋的物理意义许多实验证实电子具有自旋,斯特恩-盖拉赫实验就是其中一个。斯特恩-盖拉赫实验在高真空的容器中,由 Q 射出一束 s 态的氢原子通过狭缝和非均匀的磁场,最后射到照相片上。实验发现,照相片上出现两条分立的线,这说明原子具有磁矩,所以原子束通过非均匀磁场时受到力的作用而发生偏转。而且由分立线只有两条这一事实可知,原子的磁场中只有两种取向,即它们是空间量子化的。但由于实验用的氢原子是处于 s 态(角量子数 ) ,故角动量为零,因而无轨道磁矩,所以原子所具有的磁矩只能是电子的固有磁矩即自旋磁矩。 (6.1-1) 式中 e, 分别为电子的电荷与质量,M B 为玻尔磁子 。 乌伦贝克和哥德斯密脱为了解释这些现象,1925 年是出电子自旋的假设: (1)每个电子具有自旋角动量 S,它在空间任意方向上的投影只能取两个数值: (6.1-2) 或写成 (6.1-3) (2)每个电子具有自旋磁矩 MS,它和自旋角动量 S 的关系是 (6.1-4) 因而 MS 在空间任意方向上的投影只能取两个数值: (6.1-5)

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