
【化】 magnetic spin
magnetism
spin
【化】 spin
【醫】 spin
磁自旋(magnetic spin)是量子力學中描述微觀粒子内在角動量及其相關磁性的核心概念。該術語由"自旋"(spin)和"磁性"(magnetic)組合而成,特指電子等基本粒子因自旋運動産生的磁矩現象。
從物理機制分析,磁自旋包含三個基本要素:
實驗驗證方面,斯特恩-蓋拉赫實驗(1922年)首次觀測到銀原子束在非均勻磁場中的分裂現象,為自旋磁矩的存在提供了直接證據。現代應用主要集中于自旋電子學領域,包括:
權威參考文獻可參見美國物理聯合會《現代物理評論》關于自旋動力學的專題論述(DOI:10.1103/RevModPhys.76.323),以及劍橋大學《凝聚态物理》教材中關于自旋-軌道耦合作用的章節。
“磁自旋”這一表述可能源于對“自旋”與磁性關系的描述。以下是結合物理概念的詳細解釋:
自旋是微觀粒子(如電子、質子)的内禀屬性,類似于質量或電荷,屬于量子力學中的基本特性。它表現為粒子在外磁場中呈現的“額外自由度”。例如,電子自旋的量子數為1/2,決定了其在磁場中的兩種分立狀态(上/下)。
自旋會産生自旋磁矩,其公式為: $$ mu_s = -g_s frac{e}{2m} mathbf{S} $$ 其中,( g_s )為朗德因子(電子為2),( e )為電荷,( m )為質量,( mathbf{S} )為自旋角動量。這一磁矩使粒子在磁場中受力或能量分裂(如塞曼效應)。
自旋磁矩獨立于粒子的軌道運動(繞原子核運動産生的磁矩)。兩者共同構成總磁矩,但自旋磁矩對鐵磁性等宏觀現象起主導作用。
如需進一步了解自旋的量子力學基礎,可查看中關于外磁場中粒子行為的描述。
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