tailieunhanh - Spin của electron và nguyên lý Pauli

Thông thường một electron được đặc trưng bởi năm số lượng tử là n, l, ta đã tìm hiểu khá kĩ ba số lượng từ đầu tiên | Spin của electron và nguyên lý Pauli Lý Lê Ngày 12 tháng 1 năm 2010 Tóm tắt nội dung Thông thường một electron được đặc trưng bởi năm số lượng tử là n l mi s và ms. Chúng ta đã tìm hiểu khá kĩ ba số lượng tử đầu. Trong phần này chúng ta sẽ khảo sát hai số lượng tử liên quan đến spin của electron là s ms. Từ đó chúng ta rút ra một nguyên lí rất quan trọng cho các hệ vi mô nhiều hạt đó là nguyên lí Pauli. 1 Spin của electron Khái niệm spin và md-men từ của electron được đưa ra bởi Goudsmith và Uhlenbeck vào năm 1925 nhằm để giải thích sự tách các vạch phổ phát xạ của nguyên tử. Theo đó Moi electron có một mô-men góc riêng được gọi là mô-men góc spin hay đơn giản là spin S và một md-men từ MS với độ lớn của chúng được xác định bởi S 2 fi Ms I e 1 2 2 ỉ ỉ be Theo nhà vật lí người Pháp A. M. Ampere các điện tích khi chuyển động sẽ sinh ra từ trường. Dựa vào đó George Uhlenbeck và Samuel Goudsmit nhận thấy rằng chỉ có một loại chuyển động đặc biệt của electron mới tạo ra được những tính chất từ phù hợp với các số liệu đo được từ thực nghiệm đó là chuyển động tự quay hay còn gọi là spin. Hai ông đã viết một bài báo ngắn với kết luận các electron vừa quay vừa tự quay. Theo đó các electron luôn luôn quay với một tốc độ cố đinh và không bao giờ thay đổi. Spin của electron không phải là một trạng thái chuyển động nhất thời như đối với những vật quen thuộc mà vì một nguyên nhân nào đó khiến cho chúng tự quay. Spin của electron là một tính chất nội tại cố hữu giống như khối lượng và điện tích của nó. Nếu một electron không có spin thì nó không còn là một electron nữa. 1 Như đã biết trong cơ học lượng tử mỗi thuộc tính vật lý sẽ được mô tả bởi một toán tử Hermitian tương ứng. Tương tự các toán tử mô-men góc orbital L2 Lx Ly Lz chúng ta có các toán tử mô-men góc spin cho một hạt là S2 Sx Sy Sz. Toán tử S2 là bình phương độ lớn mô-men góc spin tổng của một hạt Sz là toán tử cho thành phần z của mô-men góc spin. Ta có b2 - b2 I b2 I b 2 S S x Sy S z 2 Các toán tử mô-men góc spin .