作业帮自旋是什么啊
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/17 22:58:25
自旋是什么啊
（一）、若学过量子力学,请看下面所述,否则直接看（二）
1° 假如你学过初等量子力学,你应该知道,粒子的自旋是假设出来,而为若干个著名实验验证的.在这里,自旋是粒子除了三个坐标外的另一个内禀的自由度,如果不考虑自旋,那么对所考察的系统的表述是不完备的,换句话说,某些物理过程将无法解释,比如Stern-Gerlach实验.需要指出的是,每个粒子的自旋,是“独立”的（当然它们可以耦合）,这表现在例如一个双电子体系,电子的自旋分别为S1、S2,则S1、S2相对易：[S1,S2]=0.
2° 假如你学过高等量子力学,应该知道,考虑相对论效应后,原来的薛定谔方程就不再能描述高速运动粒子的运动状态了,针对这个问题,Dirac提出了一个能正确描述高速运动粒子状态的Dirac方程,这个呢,就是相对论薛定谔方程.
以自由运动的粒子来说明一下Driac方程中自选出现的自然性和必要性.由于Dirac方程中的哈密顿量H'与非相对论薛定谔方程中的哈密顿量H不一样,于是导致了原来与H对易的轨道角动量L,现在与H'不再对易,而我们知道不含时的轨道角动量是守恒量的充要条件就是必须与哈密顿量H'对易,所以考虑相对论效应时自由粒子的角动量就不再是守恒量了!而自由粒子不受外场或外力的作用,它的角动量应该是守恒的.但是我们发现,当把轨道角动量L和自旋角动量Σ合成总角动量J,计算后就发现H'与J是对易的：[H',J]=0,即J是守恒量.这就是说,自由粒子的角动量,应该理解为轨道角动量L和自旋角动量Σ合成的总角动量J.也就是说,要理解粒子的角动量J,必须出现自旋角动量.于是乎,在初等量子力学中是生硬地假设出来的自旋的概念,在相对论量子力学中的出现就显得很必要而且自然了,从这个意义上讲,自旋就是相对论效应.
（二）
总的来说,初量中的自旋,你只要知道它相当于每个粒子自带的与坐标空间完全无关的一个自由度,我们可以很系统而正确地预言这个自由度它的各种行为.而高量告诉你,初量中的自旋并非是毫无理由凭空突兀出现的,它在高量中必须出现,因此它是合理而自然的.
最后想说的是,如果想真正的了解自旋,不妨多做做与其有关的题目,比如核磁共振,只听别人说而不动手练习,永远不是自己的.真心话,勿喷.
再问： 给我点题目吧，不给也可以无视
再答： 钱伯初、曾谨言的《量子力学习题解答与剖析》，第六章角动量中有不少关于自旋计算的题目。这本书挺不错的，而且一般图书馆都会有，网上也有电子版的。
1° 假如你学过初等量子力学,你应该知道,粒子的自旋是假设出来,而为若干个著名实验验证的.在这里,自旋是粒子除了三个坐标外的另一个内禀的自由度,如果不考虑自旋,那么对所考察的系统的表述是不完备的,换句话说,某些物理过程将无法解释,比如Stern-Gerlach实验.需要指出的是,每个粒子的自旋,是“独立”的（当然它们可以耦合）,这表现在例如一个双电子体系,电子的自旋分别为S1、S2,则S1、S2相对易：[S1,S2]=0.
2° 假如你学过高等量子力学,应该知道,考虑相对论效应后,原来的薛定谔方程就不再能描述高速运动粒子的运动状态了,针对这个问题,Dirac提出了一个能正确描述高速运动粒子状态的Dirac方程,这个呢,就是相对论薛定谔方程.
以自由运动的粒子来说明一下Driac方程中自选出现的自然性和必要性.由于Dirac方程中的哈密顿量H'与非相对论薛定谔方程中的哈密顿量H不一样,于是导致了原来与H对易的轨道角动量L,现在与H'不再对易,而我们知道不含时的轨道角动量是守恒量的充要条件就是必须与哈密顿量H'对易,所以考虑相对论效应时自由粒子的角动量就不再是守恒量了!而自由粒子不受外场或外力的作用,它的角动量应该是守恒的.但是我们发现,当把轨道角动量L和自旋角动量Σ合成总角动量J,计算后就发现H'与J是对易的：[H',J]=0,即J是守恒量.这就是说,自由粒子的角动量,应该理解为轨道角动量L和自旋角动量Σ合成的总角动量J.也就是说,要理解粒子的角动量J,必须出现自旋角动量.于是乎,在初等量子力学中是生硬地假设出来的自旋的概念,在相对论量子力学中的出现就显得很必要而且自然了,从这个意义上讲,自旋就是相对论效应.
（二）
总的来说,初量中的自旋,你只要知道它相当于每个粒子自带的与坐标空间完全无关的一个自由度,我们可以很系统而正确地预言这个自由度它的各种行为.而高量告诉你,初量中的自旋并非是毫无理由凭空突兀出现的,它在高量中必须出现,因此它是合理而自然的.
最后想说的是,如果想真正的了解自旋,不妨多做做与其有关的题目,比如核磁共振,只听别人说而不动手练习,永远不是自己的.真心话,勿喷.
再问： 给我点题目吧，不给也可以无视
再答： 钱伯初、曾谨言的《量子力学习题解答与剖析》，第六章角动量中有不少关于自旋计算的题目。这本书挺不错的，而且一般图书馆都会有，网上也有电子版的。