1、1,量子力学,第十七讲电子自旋与自旋算符,光电子科学与工程学院 刘劲松,2,目录,一、史特恩盖拉赫实验与电子自旋 二、自旋态与自旋波函数 三、自旋角动量算符与泡里算符 四、自旋算符的矩阵表示 五、例题,3,动画1,一、电子自旋实验(1),19211922年间 史特恩盖拉赫实验,动画2,氢、银或钠电热炉 （只有一个价电子）,4,一、电子自旋实验(2),所以，可以从受力的角度来分析实验,5,一、电子自旋实验(3),6,一、电子自旋现象(4),7,一、电子自旋实验(5),所以，电子偏转必然不来自轨道磁矩,8,一、电子自旋实验(6),9,一、电子自旋实验(7),10,一、电子自旋实验(8),在电子自旋
2、假设的基础上发展起来的量子理论，不仅可以解释史特恩盖拉赫实验，而且可以解释碱金属原子光谱的双线结构和反常塞曼效应等，终为人们所接受。它揭示出电子具有自旋这种内禀属性，是一种量子效应，没有经典对应。就是说，电子的自旋是量子概念，不能同宏观粒子的自旋机械运动简单对应。,11,一、电子自旋实验(9),银、钠多电子原子如何解释？,与 氢 一 样,12,一、电子自旋实验(10),13,一、电子自旋实验(11),返,14,二、自旋态与自旋波函数(1),r是空间变量,15,二、自旋态与自旋波函数(2),16,二、自旋态与自旋波函数(3),积分太表对空间归一化,求和太表对自旋归一化,17,二、自旋态与自旋波函
3、数(4),18,二、自旋态与自旋波函数(5),19,三、自旋角动量算符与泡里算符(1),20,三、自旋角动量算符与泡里算符(2),21,三、自旋角动量算符与泡里算符(3),泡利 (1900 1958) 瑞士籍奥 地利理论 物理学家， 1945年 诺贝尔 物理学奖,22,三、自旋角动量算符与泡里算符(4),任何一个 泡里算符 都可以用 另两个的 乘积表示,23,三、自旋角动量算符与泡里算符(5),24,三、自旋角动量算符与泡里算符(6),返,还没有完全回答！,25,四、自旋算符的矩阵表示(1),26,四、自旋算符的矩阵表示(2),27,四、自旋算符的矩阵表示(3),28,四、自旋算符的矩阵表示(4),29,四、自旋算符的矩阵表示(5),30,四、自旋算符的矩阵表示(6),返,31,五、例题（1）,32,五、例题（2）例1 (1),33,五、例题（3）例1 (2),34,五、例题（4）例2 （1）,35,五、例题（5）例2 （2）,36,五、例题（6）例2 （3）,返,
