
【化】 intrinsic angular momentum
内禀角動量(Intrinsic Angular Momentum)是量子力學中描述粒子固有旋轉特性的物理量,與經典力學中軌道角動量存在本質區别。該概念最早由烏倫貝克與古茲密特于1925年提出,用于解釋電子在磁場中的能級分裂現象。
從漢英詞典角度解析:
物理本質包含三個核心特征:
實驗驗證方面:
(注:因未獲取有效網頁鍊接,引用來源采用學術慣例标注,實際寫作建議引用《物理評論快報》、Springer量子力學教材等權威文獻)
内禀角動量是量子力學中描述粒子固有角動量的概念,以下是詳細解釋:
内在屬性
内禀角動量是粒子自身固有的角動量,與三維空間中的軌道運動無關。例如電子的自旋,即使電子靜止時也存在這種角動量。
量子化特性
其數值是量子化的,通常以約化普朗克常數(ħ)為單位。例如電子自旋在任意方向的投影隻能取±ħ/2(即±h/4π,其中h為普朗克常數)。
來源不同
軌道角動量來自粒子在空間中的運動(如繞原子核旋轉),計算公式為$$ L = mathbf{r} times mathbf{p} $$(r為位置矢量,p為動量);而内禀角動量(如自旋)是粒子内在屬性,無需外部運動。
數學描述
自旋角動量算符滿足角動量對易關系,但無經典對應,而軌道角動量可通過經典力學推導。
基本粒子分類
自旋值決定了粒子的類型:費米子(半整數自旋,如電子)和玻色子(整數自旋,如光子)。
電磁場中的表現
電磁場的内禀角動量與其自旋相關,例如圓偏振光的光子攜帶自旋角動量±ħ。
自旋投影值: $$ S_z = pm frac{hbar}{2} $$ (對電子而言,其中$$ hbar = frac{h}{2pi} $$)
如需進一步了解實驗驗證(如斯特恩-格拉赫實驗)或具體應用場景,可參考權威量子力學教材或相關論文。
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