
【化】 nuclear angular momentum; nuclear spin
核自旋(Nuclear Spin)是原子核的内禀角動量,源于組成原子核的質子和中子的自旋運動及其軌道角動量耦合作用。該量子力學屬性直接影響原子核的磁矩特性,在核磁共振(NMR)、粒子物理學及量子計算領域具有重要應用。
從漢英詞典視角解析:
核自旋的量子數用$I$表示,取值由核子數決定:
該特性通過核磁矩公式$mu = g_I mu_N I$體現,其中$g_I$為核朗德因子,$mu_N$為核磁子。
實驗觀測依據
核自旋的發現源自1922年斯特恩-蓋拉赫實驗的延伸研究,1937年拉比通過分子束磁共振首次精确測定核自旋值,相關成果發表于《物理評論》期刊。
跨學科應用
核自旋磁矩約為電子自旋磁矩的$frac{1}{1836}$(因核磁子$mu_N=frac{ehbar}{2m_p}$遠小于玻爾磁子),這導緻核磁共振頻率處于MHz波段,顯著低于電子順磁共振的GHz波段。
核自旋是原子核的重要内禀性質,指原子核内部質子和中子的自旋角動量與軌道角動量的總和所表現出的整體角動量特性。以下是詳細解釋:
定義與量子數
核自旋的角動量由量子數I(核自旋量子數)描述,單位為約化普朗克常數ℏ。其最大投影值為$Ihbar$,對應核自旋量子數I的取值。例如,偶偶核(質子數和中子數均為偶數)的基态自旋通常為0,奇奇核的自旋為整數。
物理來源
原子核由質子和中子組成,每個核子既有自旋角動量,也可能在核内做軌道運動産生軌道角動量。核自旋是這些角動量的矢量和,反映了核的内部結構。
影響因素與規律
相關現象與應用
核自旋是核物理研究的關鍵參數,其量子數I由核子運動決定,對核性質、磁共振技術等有重要意義。如需更完整信息,可參考原子核物理學相關文獻或網頁來源。
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