量子力学14讲电子自旋

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,量子力学,第十四讲,电子自旋与自旋算符,光电子科学与工程学院,刘劲松,1,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,2,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、银或钠电子炉,（只有一个价电子）,3,一、电子自旋实验,(2),所以，可以从受力的角度来分析实验,4,一、电子自旋实验,(3),5,一、电子自旋现象,(4),6,一、电子自旋实验,(5),所以，电子偏转必然不来自轨道磁矩,7,一、电子自旋实验,(6),8,一、电子自旋实验,(7),9,一、电子自旋实验,(8),在电子自旋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。,10,一、电子自旋实验,(9),银、钠多电子原子如何解释？,与,氢,一,样,内壳层,电子,一个价电子,11,一、电子自旋实验,(10),12,一、电子自旋实验,(11),返,13,二、自旋态与自旋波函数,(1),r,是空间变量,14,二、自旋态与自旋波函数,(2),15,二、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,16,二、自旋态与自旋波函数,(4),17,二、自旋态与自旋波函数,(5),18,三、自旋角动量算符与泡里算符,(1),19,三、自旋角动量算符与泡里算符,(2),20,三、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,21,三、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,22,三、自旋角动量算符与泡里算符,(5),23,三、自旋角动量算符与泡里算符,(6),返,还没有完全回答！,24,四、自旋算符的矩阵表示,(1),25,四、自旋算符的矩阵表示,(2),26,四、自旋算符的矩阵表示,(3),27,四、自旋算符的矩阵表示,(4),28,四、自旋算符的矩阵表示,(5),29,四、自旋算符的矩阵表示,(6),返,30,五、例题,（1）,31,五、例题,（2）,例,1(1),32,五、例题,（3）,例,1(2),33,五、例题,（4）,例,2 （1）,34,五、例题,（5）,例,2 （2）,35,五、例题,（6）,例,2 （3）,返,36,