Finden Sie den fehlenden Punkt mit der Stern-Gerlach-Experiment

Der Stern-Gerlach-Experiment ergab unerwartet die Existenz von Spin zurück in 1922. Die Physiker Otto Stern und Walther Gerlach einen Strahl von Silberatomen durch die Pole eines Magneten gesendet - dessen Magnetfeld hat am z Richtung - wie Sie in der folgenden Abbildung sehen können.

Weil 46 von 47 Elektronen des Silbers in einer symmetrischen Wolke angeordnet sind, tragen sie nichts mit dem Bahndrehimpuls des Atoms. Die 47th Elektron kann in sein

• Die 5s Zustand, in welchem ​​Fall seine Drehimpuls l = 0 und die z Komponente dieser Drehimpuls 0

• Die 5p Zustand, in welchem ​​Fall seine Drehimpuls l = 1, was bedeutet, dass die z Komponente seines Drehimpulses kann -1, 0 oder 1 sein kann

Das bedeutet, dass Stern und Gerlach erwartet einen oder drei Punkte auf dem Bildschirm zu sehen Sie rechts in der Figur zu sehen, die zu den verschiedenen Zuständen der entsprechenden z Komponente des Drehimpulses.

Aber berühmt, sahen sie nur zwei Punkte. Das verwirrt die Physik-Community für etwa drei Jahre. Dann, im Jahre 1925, Physiker Samuel A. Goudsmit und George E. Uhlenbeck- vorgeschlagen, dass Elektronen Eigendrehimpuls enthalten ist - und das Eigendrehimpuls ist, was ihnen ein magnetisches Moment gab, die mit dem Magnetfeld in Wechselwirkung. Immerhin, es war offensichtlich, dass einige Drehimpuls andere als Bahndrehimpuls bei der Arbeit hier war. Und das Einbau-Drehimpuls kam aufgerufen werden drehen.

Der Strahl von Silberatomen aufteilt in zwei in Abhängigkeit von der Spin des Elektrons im 47th Atom, so gibt es zwei mögliche Zustände der Spin, die als bekannt wurde oben und nach unten.

Der Spin ist ein rein quantenmechanischer Effekt, und es gibt keine wirkliche klassische analoge. Die nächstgelegene Sie kommen kann, ist Spin auf die Umdrehung der Erde zu vergleichen, da es sich um die Sonne geht - das heißt, die Erde sowohl Spin hat und Bahndrehimpuls (weil er auf seiner Achse rotierende) (da es sich um die Sonne ist revolvierenden) . Aber auch nicht das Bild nicht ganz Spin in der klassischen Begriffe erklären, denn es ist denkbar, dass Sie die Erde vor Spinnen stoppen konnte. Aber man kann nicht von Elektronen aus besitzen Spin stoppen, und das gilt auch für andere subatomaren Teilchen, die Spin besitzen, wie Protonen.

Spin hängt nicht von räumlichen Grad von freiheits, auch wenn ein Elektron in Ruhe zu haben waren (was die Unsicherheit Prinzip verletzt), wäre es immer noch Spin besitzen.