Спін-що таке, його властивості?
пояснення бажані "на пальцях", Щоб і блондинка зрозуміла, приклади.
Спін-що таке, його властивості?
пояснення бажані "на пальцях", Щоб і блондинка зрозуміла, приклади.
Спін - це характеристика власного магнітного моменту об'єкта (елементарної частинки).
Власний магнітний момент найпростіше уявити собі як магнітну кнопку, типу тих, що продаються в канцелярських магазинах. Ось якщо частка має магнітні властивості, аналогічними такий Конопка (тобто у неї є власне магнітне поле), то у такої частки є відмінний від нуля спін.
Рівність спина 1/2, або 1, або чогось іншого ніяк не пов'язане з обертанням частки. І вже всяко не пов'язане з тим, скільки разів треба обійти навколо осі. Просто в квантовій механіці все величини мають дискретність. Спін не виняток. Спін, рівний, наприклад, 1/2, означає лише те, що власний магнітний момент дорівнює половині деякого фундаментального моменту, еталона відліку (він називається "магнетон Бора"). Так що величина спина просто показує, у скільки разів власний магнітний момент частинки більше цього "еталонного магнітікоа".
З величиною спина пов'язана така фундаментальна властивість елементарних частинок, як статистика, якою вони підкоряються (попросту - як такі частинки розподіляються по можливим станам). Частинки з напівцілим значенням спина підкоряються статистиці Фермі-Дірака, тому їх називають ферміони. Для них існує фундаментальний заборону (принцип Паулі): в системі пов'язаних (взаємодіючих) часток не може існувати двох ферміонів з однаковим набором характеристик. Саме ця заборона і створює таку складну структуру електронних оболонок атомів. Адже якщо б всі електрони були на одній і тій же орбіті - у них були б і одні і ті ж параметри, а принцип Паулі це забороняє.
А ось частинки з цілим спіном (приклад - фотони) підкоряються статистиці Бозе-Ейнштейна, тому їх називають "бозони". Саме бозони передають всі фундаментальні взаємодії. Для бозонів заборони типу принципу Паулі немає, і стан кожного окремого бозона не залежить від стану інших бозонів в системі. Якраз звідси і виходить закон випромінювання абсолютно чорного тіла.
Спін я розумію як орієнтацію якоїсь частки. Зміни, потрібні для того, щоб повернути частці колишню орієнтацію, описуються числом спина. Їх чотири: 0, 1/2, 1, 2.
Проілюструємо спин, рівний 0. Для цього представимо точку. Її можна повертати як завгодно у всіх площинах, орієнтація не зміниться.
спін 1/2. Візьмемо гральну карту - короля, даму, валета. Ну, або заточений з двох сторін олівець.
повороту на 1/2 кола (180 градусів, півоберта) досить, щоб повернути орієнтацію - в даному випадку, спрямованість зображення або заточених решт олівця.
спін 1. Візьмемо грального туза (але не бубнового) або олівець з одностороннім заточуванням.
Тепер, щоб повернути предмету колишню орієнтацію, потрібно зробити повний оборот - 1 коло (360 градусів).
І, нарешті, найскладніше - спін 2. Для цього звернемося до трёзмерному простору і представимо лист Мебіуса - смугу паперу, склеєну розгорнутими по відношенню один до одного торцями.
Для того, щоб, рухаючись, опинитися в тій же точці, нам доведеться зробити 2 обороту (720 градусів).
Залишити відповідь