粒子的自旋是什么意思?

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6个答案
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LePtC物理学博士生

2014-11-05 01:33

(偶计划写一系列回答,这是第一个)

看到自旋,你可能以为它是下面这种东西:

这个动作是经典的自旋,有一个轴,然后刚体绕着这个轴自转

但电子的自旋和经典的自旋很不一样,经典的自旋转一圈后,物体应该转回原样对吧?而电子的自旋转一圈后,波函数却是变成原来的负号,需要转两圈才能恢复原样!所以量子力学中的自旋,目前只能被理解为电子的一种内禀的属性,没法和经典的图像做对应(不过电子的轨道角动量是可以和经典类比的没问题~)

那为什么把这个属性叫作自旋,而不是颜色味道神马的呢?… 因为它在数学上最像自旋啦。另外,量子力学中对一个量测量的平均值是可以和经典系统对应的,各类实验得出的结果也的确很像经典的自旋应该有的结果。

当然以上是因为电子比较特殊,自旋是1/2,如果是自旋为1的光子就没有那个问题,转一圈是可以变回来的。量子力学可以计算出来,自旋为 j 的粒子转 2π 后波函数会变成乘以(←哪位童鞋知道哪里有这个式子的证明请务必告诉我…)后来就有了,我们把自旋半奇数的叫作费米子,自旋整数的叫作玻色子等等。而自旋为零意味着粒子的波函数球对称,转多少都不会变。

(大雾)例题:USB插头的自旋为多少?
USB第一次插不进去→转半圈还是插不进去→再转半圈插进去了
因此USB插头转一圈状态反号,其自旋为1/2

2015.06.09 update:电子自旋的民科狸解请戳这



(下一篇:怎样理解原子自旋可以同时指向不止一个方向?

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支持者: 70米深的阳光

来看看奇葩的量子力学形式理论吧!!!!!
S|+>=0.5|+>
S|->=-0.5|->
就是本征值是0.5嘛,没啥图像应该。。。

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支持者: Jamella 真无知 zgsmile

例题:USB插头的自旋为多少?
USB第一次插不进去→转半圈还是插不进去→再转半圈插进去了
因此USB插头转一圈状态反号,其自旋为1/2

明显错了啊,第一次插不进去,转半圈就能插进去了,“自旋”还是正常的1啊

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轨道角动量的宇称是,轨道角动量都是取整数的,所以取半整数的自旋就变成了?好吧,我瞎猜的

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例题:USB插头的自旋为多少?
USB第一次插不进去→转半圈还是插不进去→再转半圈插进去了
因此USB插头转一圈状态反号,其自旋为1/2
原来如此!!

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