第六章 自旋和角动量,内容简介：在本章中，我们将先从实验上引入自旋，分析自旋角动量的性质，然后讨论角动量的耦合，并进一步讨论光谱线在磁场中的分裂和精细结构。最后介绍了自旋的单态和三重态。,第六章 自旋和角动量,6.1 电子自旋6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.3 角动量的耦合6.4 电子的总动量矩6.5 光谱线的精细结构6.6 塞曼效应6.7 自旋的单态和三重态,6.1 电子的自旋,首先，我们从实验上引入自旋，然后分析自旋角动量的性质。,施特恩-盖拉赫实验是发现电子具有自旋的最早实验之一。如右图所示，由 源射出的处于基 态的氢原子束经过狭缝和不均匀磁场，照射到底片 上。结果发现射线束方向发生了偏转，分裂成两条分立的线。这说明氢原子具有磁矩，在非均匀磁场的作用下受到力的作用而发生里偏转。,6.1 电子的自旋,为外磁场与原子磁矩之间的夹角。,实验证明，这时分裂出来两条谱线分别对应于 和 两个值。,6.1 电子的自旋,为了解释施特恩-盖拉赫实验，乌伦贝克和歌德斯密脱提出了电子具有自旋角动量，他们认为：,6.1 电子的自旋,电子自旋的回转磁比率为：,轨道角动量的回转磁比率为：,自旋回转磁比率是轨道运动回转磁比率的两倍。,6.1 电子的自旋,电子自旋具有下述属性：,它是个内禀的物理量，不能用坐标、动量、时间等变量表示；,6.1 电子的自旋,它完全是一种量子效应，没有经典对应量。也就是说，当 时，自旋效应消失。,它是角动量，满足角动量最一般的对应关系。而且电子自旋在空间任何方向上的投影只取 两个值。,