什麼是粒子的自旋,什麼是普朗克常數

2021-03-03 20:39:08 字數 5861 閱讀 7306

1樓:手機使用者

所有的粒子都有確定的自轉性質,稱為粒子的自旋。粒子自旋角動量可以用一個自旋量子數j來定量描寫,亦即角動量大小的平方等於j(j+1)乘約化普朗克常數的平方。 2023年,德國物理學家普朗克(max planck)提出量子假說:

頻率為v電磁輻射的發射是按照最小能量單位hv的整數倍進行的。這裡h是一個普適常數,稱為普朗克常數,並取h=6.6260755×10-34js。

約化普朗克常數是普朗克常數h被2π除,在許多理論中,大量出現的是約化普朗克常數,有時也把它簡稱為普朗克常數.

什麼是粒子的自旋,普朗克常數又是什麼?

2樓:匿名使用者

所有的粒子都有確定的自轉性質,稱為粒子的自旋。粒子自旋角動量可以用一個自旋量子數j來定量描寫,亦即角動量大小的平方等於j(j+1)乘約化普朗克常數的平方。

2023年,德國物理學家普朗克(max planck)提出量子假說:頻率為v電磁輻射的發射是按照最小能量單位hv的整數倍進行的。這裡h是一個普適常數,稱為普朗克常數,並取h=6.

6260755×10-34j•s。約化普朗克常數是普朗克常數h被2π除,在許多理論中,大量出現的是約化普朗克常數,有時也把它簡稱為普朗克常數.

3樓:匿名使用者

普朗克常數"h"

e=hv e為光子能量,v為光的頻率, 由普朗克提出的常數,具有以上的應用

h約=6.63*10^(-34)

4樓:匿名使用者

粒子的自旋是已經被證實的了,,是一種特性

5樓:匿名使用者

自旋是粒子的一種內稟特性

普朗克常數就提出時的意義是輻射能量最小單位的能量與頻率的比例係數,就是一樓的公式裡e v 的比例係數,當然它後來被發現還有其他物理意義

6樓:

量子力學中稱為「自旋」的量有時被認為所有物理量中最「量子力學」的。這樣,我們對之稍微多加註意是明智的。什麼是自旋?

它本質上是粒子旋轉的度量。「自旋」這個術語暗示某種像板球或棒球自旋的東西。讓我們回憶一下角動量的概念,正如能量和動量一樣,它是守恆的只要物體不受摩擦力或其他力的干擾,它的角動量就不隨時間改變。

量子力學的自旋的確是如此,但是我們這裡開心的是單獨粒子的「自旋」,而不是大量的單獨粒子圍繞著它們共同質心的軌道運動(這正是板球的情形)。物理學的一個顯著事實是,自然中發現的大多數粒子在這種意義下的確是在「自旋」,每種粒子都有自己固有的自旋的大小8。然而,正如下面要看到的,單獨量子力學粒子的自旋有一種我們絕不能從自旋著的板球等等的經驗所能預料到的某種特殊的性質。

首先,對於每一特殊型別的粒子,其自旋的大小總是一樣的。只有自旋的軸的方向可以(以一種我們就要講到的非常奇怪的方式)改變。這和板球的情形形成全然的對比,板球可依出球方式的不同具有任意大小任意方向的自旋,對於質子,中子,電子,自旋大小是原先允許的一個原子的量子化的角動量的最小正值的一半。

每一個粒子都不自旋的物件不允許有這個角動量值。它只能是由自旋為粒子自身的固有的性質而引起的(也就是說,不是因為它的「部分」圍繞某種中心的公轉引起的)。

普朗克演講的內容是關於物體熱輻射的規律,即關於一定溫度的物體發出的熱輻射在不同頻率上的能量分佈規律。普朗克對於這一問題的研究已有 6 個年頭了,今天他將公佈自己關於熱輻射規律的最新研究結果。普朗克首先報告了他在兩個月前發現的輻射定律,這一定律與最新的實驗結果精確符合(後來人們稱此定律為普朗克定律)。

然後,普朗克指出,為了推匯出這一定律,必須假設在光波的發射和吸收過程中,物體的能量變化是不連續的,或者說,物體通過分立的跳躍非連續地改變它們的能量,能量值只能取某個最小能量元的整數倍。為此,普朗克還引入了一個新的自然常數 h = 6.55 ×10-27 erg·s。

這一假設後來被稱為能量量子化假設,其中最小能量元被稱為能量量子,而常數 h 被稱為普朗克常數②。

7樓:匿名使用者

自旋就是粒子旋轉0,1,1/2,2後和自旋前一模一樣

普朗克常數h約i為6.63*10^(-34),且普朗克常數等於電子的動量乘以波長。

所謂的映象粒子就是:一個右旋為1/2的粒子的映象粒子是左旋為1/2的粒子

粒子物理學中的自旋是什麼意思

8樓:是嘛

自旋,即是由粒子內稟角動量引起的內稟運動。在量子力學中,自旋(英語:spin)是粒子所具有的內稟性質,其運算規則類似於經典力學的角動量,並因此產生一個磁場。

雖然有時會與經典力學中的自轉(例如行星公轉時同時進行的自轉)相類比,但實際上本質是迥異的。

經典概念中的自轉,是物體對於其質心的旋轉,比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。自旋是微觀粒子的一種性質。自旋為半整數的費米子都服從泡利不相容原理,而玻色子都不遵從泡利原理。

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基本粒子,對於像光子、電子、各種夸克這樣的基本粒子,理論和實驗研究都已經發現它們所具有的自旋無法解釋為它們所包含的更小單元圍繞質心的自轉。由於這些不可再分的基本粒子可以認為是真正的點粒子,因此自旋與質量、電量一樣,是基本粒子的內稟性質。

對於像質子、中子及原子核這樣的亞原子粒子,自旋通常是指總的角動量,即亞原子粒子的自旋角動量和軌道角動量的總和。亞原子粒子的自旋與其它角動量都遵循同樣的量子化條件。

9樓:萊特資訊科技****

有些粒子有一種稱為自旋的性質。自旋可以設想成繞著一個軸自轉的小陀螺量子力學告訴我們,粒子並沒有任何很好定義的軸。

粒子的自旋真正告訴我們的是, 從不同的方向看粒子是什麼樣子的。

一個自旋為0的粒子像一個圓點: 從任何方向看都一樣。

自旋為1的粒子像一個箭頭:從不同方向看是不同的 。只有把當它轉過完全的一圈(360°)時,這粒子才顯得是一樣。

自旋為2的粒子像個雙頭的箭頭:只要轉過半圈(180°) ,看起來便是一樣的了。

10樓:匿名使用者

自旋可以是指轉動,也可以是指粒子亞結構中能量流的方向和速度。球體的自旋當然可以理解為球體物質繞軸運動,但粒子不是一個實心球,是有亞結構的能流體,所以自旋是能流組織結構形式的概述,但不是簡單的繞軸線圓周運動。或者叫能流模量。

11樓:dj塔利班

樓上說的粒子的自旋即為粒子的「轉動」是嚴重錯誤的!所謂的粒子自旋並不是指粒子會像地球一樣的那種旋轉,要知道一個幾乎不可分割基本粒子例如電子這類粒子,你能想象他能像地球一樣自轉??不可能的,在大多數人眼中的基本粒子就是一個縮小無數倍的「小球」這種觀念是錯的。

「旋轉」是一個常見的動作,這個動作容易實現,也容易被感知,但是當旋轉進入到微觀領域,一個微觀粒子旋轉起來,又會出現什麼效果?這就和很多其他的微觀現象一樣,要受到量子力學的支配,從而變得令人捉摸不透。一個不停旋轉的微觀粒子對於物理定律和巨集觀世界有何影響?

物理學家們現在仍然在研究這些問題。

對於旋轉最直觀的理解可能就是地球圍繞著太陽運動,同時,這個近似於圓球形狀的行星還在進行自轉。無論是地球的公轉和自轉,都隨時影響著地球上的生命而很容易被人類感知和理解。正因為如此,在一個世紀以前,當物理學家首次探明原子的內部結構,發現了外圍的電子和原子核的存在,當時以盧瑟福為代表的很多物理學家都以各大行星圍繞太陽進行公轉來類比原子內部電子圍繞原子核運動的方式。

在這個原子模型中,原子核居中,電子有固定的軌道,沿著一個橢圓形軌道運轉,儼然就是一個微型的太陽系。

這種略顯粗糙的類比方式很快因為量子力學的發展而顯得不再合適。這些亞原子粒子,並不是簡單地被縮小了無數倍的「小球」,它們具有奇異的量子性質。而此時再去思考微觀粒子自身的旋轉——「自旋」,就會帶給人們更多的迷惑——如果這種現象不能與巨集觀世界中行星的自轉相類比,那麼粒子自旋的本質是什麼,這種永不停歇的運動又是源自何處?

近百年來,物理學家始終在探索粒子自旋的奧祕。

2023年,漢堡大學的物理學家奧托·斯特恩(otto stern)和沃爾特·蓋拉赫(walther gerlach)在法蘭克福進行了一系列經典的在後來被稱為斯特恩-蓋拉赫實驗的測量實驗,他們讓一束粒子通過非均勻的磁場,觀察它們的偏斜,卻驚奇發現了這束粒子**為兩束,這說明這些粒子自身帶有不同的量子化的角動量,而且這些粒子似乎在永不停歇地旋轉。在幾年後,荷蘭裔美國物理學家喬治·烏倫貝克(ge***e uhlenbeck)和薩穆埃爾·古德史密斯(samuel goud**it)共同提出了電子自旋的假設,才解釋了這個實驗現象。現在,無論是量子理論還是化學研究,電子自旋都處於最基礎的地位,電子自旋的概念已經成為物理學和化學研究的基礎。

並不是只有電子才具有自旋,微觀粒子都具有量子化的自旋,其中費米子(fermions)具有分數倍普朗克常數的自旋,而玻色子(bosons)則具有整數倍普朗克常數的自旋。質子作為一種費米子,與電子一樣,也具有1/2普朗克常數的自旋,質子的自旋與它所攜帶的電量和它的質量一樣,已經成為它自身的屬性之一。這些年來,物理學家們一直在追問,這種永不停歇的自旋到底從何而來?

質子具有內部結構,它是由三個夸克粒子組成,而這些夸克粒子之間由膠子傳遞的強相互作用維繫在一起。因為夸克粒子自身也具有1/2的自旋,因此,物理學家們一開始懷疑,質子的自旋正是來自這三個夸克粒子,其中兩個夸克粒子的自旋量相互抵消,這樣,剩下一個夸克粒子的自旋外在也就表現為整個質子的自旋。但是這種理想化的猜測隨後被證明不大可能,在2023年進行的一次實驗中,物理學家們測量夸克粒子的自旋量在整個質子的自旋中所佔的比例,結果顯示,夸克自旋為質子自旋所貢獻的自旋量只有25%,也就是說還有很大一部分的質子自旋找不到**。

這迫使物理學家們把目光轉向質子中的維繫夸克粒子聚合在一起的膠子上。膠子是一種玻色子,它具有整數的自旋,很有可能來自這些粒子的自旋是質子自旋的**之一。

12樓:上官·珩雲

自旋到底是則麼回事?

13樓:怪蜀黍

粒子的自旋是粒子固有的角動量,是其內稟的屬性,每種粒子都有其固定的大小不會改變。在數值上,粒子的自旋角動量s=[s(s+1)]^(1/2)h'(其中s是自旋量子數,電子質子中子的s=1/2,光子的s=1,介子的s=0;h'=h/(2π)≈1.05*10^-34(j.

s),h是普朗克常數)。s是整數還是半整數對粒子的統計性影響很大,著名的泡利不相容原理本質上就是s為半整數的粒子遵循費米-狄拉克統計。 自旋為1,就是象光子那樣指其自旋量子數s=1,相應的其實際角動量s=√2 h'。

自旋可以粗略地理解為自己旋轉,但嚴格來說這是不對的,因為微觀粒子是被認為是點粒子的,一個點怎麼旋轉?注意,這裡說的粒子都是指基本粒子——沒有內部結構的點粒子。像原子、分子這樣的複合粒子還是一個模糊的形狀的。

傳播弱力的傳播子有w+、w-、z這三種向量玻色子。所謂向量就是指其自旋為1,跟光子一樣;所謂玻色子也是指其自旋是整數。 粒子自旋通常都會使它帶有磁矩,這樣它就像一塊小磁鐵,在有梯度的磁場中它就會受力偏轉(打到接收屏上後一般都明顯地分為上下兩條曲線,不是連續的一片)。

這應該屬於間接測自旋吧。自旋不僅在大小上是固定不變的,它在空間的任意方向上的投影的大小也只能取兩個固定的數值——±sh'。這兩點都與巨集觀物體的旋轉大不相同,後者的角動量不論是總的大小還是它在某方向上投影的大小都是連續可變的,而粒子則是固定的或量子化的。

由於粒子沒有「形狀」和「大小」,其「自轉線速度」和「自轉角速度」都是沒有意義的。 粒子的自旋是除了它的三維外部空間的自由度以外的內部空間的第四個自由度,這個自由度上只有±sh'這兩個分立的取值。不像空間座標那樣可以連續取值。

最初是實驗逼得人們認識到這一點的,後來狄拉克構建了著名的狄拉克方程,這是一個關於自由帶電粒子的滿足狹義相對論要求——在洛侖茲變換下不變的波動方程,它自動給出了電子的自旋及其分量的分立取值。 量子力學給出的諸多結論連同量子力學本身都是匪夷所思的。玻爾曾說:

「如果誰沒被量子力學搞得頭暈,那他就一定是不理解量子力學。」愛因斯坦說:「我思考量子力學的時間百倍於廣義相對論,但依然不明白。

」費曼說:「我們知道它如何計算,但不知道它為何要這樣去計算,但只有這樣去計算才能得出既有趣又有意義的結果。」(原話可能有出入,大意如此)

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