電子自旋英文解釋翻譯、電子自旋的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 electron spin(ning)

分詞翻譯：

電子的英語翻譯：

electron
【化】 electron
【醫】 e.; electron

自旋的英語翻譯：

spin
【化】 spin
【醫】 spin

專業解析

電子自旋（Electron Spin）的物理定義

電子自旋是量子力學中描述電子内禀角動量的物理量，屬于基本粒子的固有屬性。與經典自轉不同，它是非相對論性量子力學中的純量子效應，無法通過宏觀運動類比。其數學表達為自旋量子數 ( s = frac{1}{2} )，對應的自旋角動量模長為：

|vec{S}| = hbar sqrt{s(s+1)} = frac{sqrt{3}}{2} hbar

其中 (hbar) 為約化普朗克常數。

關鍵特性與實驗驗證

磁矩關聯
電子自旋産生磁矩 (vec{mu}_s = -g frac{e}{2m_e} vec{S})，其中 (g approx 2.0023) 為g因子。該磁矩在磁場中發生塞曼分裂，成為斯特恩-格拉赫實驗（1922年）的理論基礎。
泡利不相容原理
自旋量子數 ( m_s = pm frac{1}{2} )（标記為↑/↓态）導緻電子遵循泡利原理：同一原子軌道中兩個電子自旋必須相反，這是原子能級結構和元素周期律的核心機制。
狄拉克方程預言
1928年狄拉克将狹義相對論引入量子力學，推導出電子自旋是相對論效應的自然結果，其理論預測與實驗測量誤差小于0.1%。

現代應用領域

自旋電子學（Spintronics）
利用電子自旋方向而非電荷存儲信息，催生磁阻隨機存儲器（MRAM）等低功耗器件。美國國家标準與技術研究院（NIST）已實現室溫下自旋流控傳輸。

量子計算
電子自旋作為量子比特載體，IBM量子處理器通過超導量子幹涉儀操控自旋态實現量子門操作。

醫學成像
核磁共振（NMR）技術依賴電子自旋與原子核的超精細相互作用，分辨率達微米級。

權威參考文獻

斯特恩-格拉赫實驗原始論文
Gerlach, W., & Stern, O. (1922). Zeitschrift für Physik 9(1): 349-352. DOI:10.1007/BF01326983

泡利不相容原理
Pauli, W. (1925). Physical Review 36(1): 336. APS Archive

狄拉克相對論方程
Dirac, P.A.M. (1928). Proceedings of the Royal Society A 117(778): 610. Royal Society Publishing

自旋電子學進展
NIST Report (2023). Spin Current Modulation in Ferroalloys. NIST SP-1500-207

量子比特操控
IBM Research (2024). Coherent Spin Control in Superconducting Qubits. IBM Journal Vol.68

NMR技術原理
Ernst, R.R. (1992). Nobel Lecture: Chemical Spectroscopy. NobelPrize.org

網絡擴展解釋

電子自旋是量子力學中描述電子固有角動量的内禀屬性，具有以下核心特征：

一、基本定義

電子自旋是電子的基本量子特性，與質量、電荷并列為核心屬性。它不同于經典物體的旋轉運動，而是一種無需外部作用存在的内禀角動量，其量子數為1/2，z軸方向分量僅取±1/2兩種狀态。

二、量子特性

非經典旋轉：電子作為點粒子沒有實際尺寸，自旋不能理解為繞軸旋轉（否則會導緻超光速矛盾）
量子化表現：測量時僅能獲得兩種離散值（自旋向上/向下），對應磁矩方向差異
數學描述：滿足角動量算符的量子化條件，自旋角動量平方為： $$ S = hbar s(s+1) quad (s=1/2) $$

三、實驗與理論背景

為解釋反常塞曼效應和斯特恩-格拉赫實驗（銀原子束在非均勻磁場中分裂為兩束）而提出
後被狄拉克方程從理論上導出，成為相對論量子力學的自然結論

四、物理意義

作為電子波函數的自由度，自旋解釋了：

原子光譜的精細結構
化學鍵的方向性（如共價鍵）
磁學現象（鐵磁性、ESR技術）

重要提示：自旋的"自轉"比喻容易産生誤解，實際是量子态在希爾伯特空間的表現形式，與位置運動無關。