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电子自旋

(2018-01-27 13:31:09)
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物理学

电子的自旋

电子在原子核外轨道上旋转,同时也有自旋,电子是有电磁场效应的微粒子,电子的自旋也会有电磁场效应现象。电子绕原子核轨道旋转,有电磁场效应,有电磁场的能量锁定效应,原子才有稳定的结构。电子自旋也必有电磁效应,也必有电子自旋的能量锁定态。由上节内容可知,电子的能量锁定态运动,是电子绕核呈S 的波动态旋转,同样原理电子的自旋也有相同的波动曲线,设定电子是一个正圆球体,电子的电量均匀地分布与电子球体表面,在电子球体表面选取一个点,设这个点分配有q’电量的电荷,这个点在电子自旋时所走的路径,就类同于电子在原子轨道上的路径,因此我们只需要研究这个点的锁能态运动方式,就可以搞明白电子自旋的形态。

很显然电子表面的这个点电荷的锁能态运动,只能有一种状态,因为它的旋转半径是固定的,它的旋转运动要符合锁能态条件,可变的条件只有旋转速度这一个项,电子的自旋速度是被自旋磁矩的磁锁能态所固定,根据上节计算电子轨道速度方法,可得电子自旋的线速度只能为光速C,这个速度是电子球面上的某点作S曲线旋转的线速度。

很显然电子表面的点电荷q’在球面上做锁能态运动,这个情形与上节的1H原子核外电子运动的锁能态是一样的,因此可以得出电子自旋的路径如图所示,由此可见电子的自旋是一个摆轴旋转体,自旋轴呈锥体摆动,摆动角θ=90度,这一点由上节可以证明。明显电子的自旋不是定轴旋转,而是摆轴自旋,这种摆轴自旋,使旋转的电磁效应完全封闭在电子周围很小的一个区域,对外不表现极性,也不会有明显的磁矩效应。这种自旋角动量被分散在一个90度的区间内,与同速的定轴自旋要小,设电子定轴自旋角动量为P0,自由电子自旋角动量为p'θ=90°

 电子自旋电子自旋



量子力学中用1/2旋来表示,是个近似值。

有这样1/2旋的粒子被称为费米子,电子是一种费米子,电子的费米子性也不是一层不变的,在特定情况下,当两个电子靠得很近时,电子自旋磁矩相互耦合为一种复合电子团,这种复合电子团就没有费米子特性了,就变为无极的整数旋的玻色子,这种情况在超导性下表现的最为突出。

电子的自旋在多电子的轨道结构中,有相当灵活多样的表现,时而为电子对的玻色子,时而为孤电子的费米子,从而构成了复杂多变的电子层结构。

微观粒子不仅是粒子实体,而且是场的效应源,电场、磁场、质能场、引力场等一切场,都源自微观粒子体,同时也作用于微观粒子体,因此微观粒子体即是能量场的辐射体,又是能量场的锁定体,能量场或锁定或辐射,导演出千变万化的物质世界。

微观粒子的能量场自锁现象是普遍存在的,所有稳态粒子都有一套完备的能量场自锁机制,没有完善的能量场锁定机制,粒子是不可能长期稳定存在的,像粒子对撞机撞出的大量粒子,绝大多数都是被打散质子或中子的结构而产生的,临时的不稳定的粒子,这些粒子是被打散粒子的临时结构体,没有稳态的能量锁定结构,不能长期存在,它将衰变为其它稳定的粒子体。

粒子能量场锁定的曲线运动,在宏观上就表现为波动性,粒子的波动不是简单的平面正弦波,而是一种复杂柱面、球面或曲面波,这和水波等机械波有本质的不同,粒子运动表现为量子性,它的波动频率是不连续的,是一个一个的稳态集,是满足锁定能量场的频率的集合,也就是量子力学中所说的“量子态量子力学是微观粒子锁能态运动的直观表述。

“场”微观世界的主导因素

经典的宏观力学(牛顿力学)不能很好的应用于微观世界,就是在于微观世界的作用因素更为复杂,微观粒子世界运动不仅有惯性动能守恒,还有场的效应与耦合,同时还有各种场的锁定效应,因此研究微观粒子的运动,不能仅仅用经典力学系统来研究。微观世界的主导因素就是“场”,微观粒子的行为就是场的行为,微观世界的场多种多样,有电场、有磁场、有质场等(强作用力场和所谓的弱作用力场等),各种场作用的范围各不相同,电场、磁场是中微观世界的作用场,它作用空间区间在 的区域内,在核子以下夸克、中微子、光子等超微粒子层面上,电磁力就不能发挥作用,此层面的超微粒子间的作用力,由质能场的作用所取代,它的作用空间区间在 的超微世界中;万有引力场作用于巨观世界的广域力场,用于天体星球之间的作用力;电磁场是中微观世界的作用力场,主要作用于原子分子间,是构成原子分子的主导作用力;质能场是超微观世界的作用力,主要作用于原子核以下的超微观粒子世界,质子、中子、电子、夸克、中微子、光子等超微观粒子的结构形成,质能场主导着这些超微世界。电磁作用在超微观结构中已经退出了市场,等同于分子层面上研究万有引力的作用一样。

作用力场的这三大层次,主导作三个世界的行为,第一超微观世界,质能场作用力构成超微观粒子,光子、中微子、电子、质子、中子等,组成原子以下的超微观粒子世界;第二世界是原子分子的物质世界,组成大千世界的万事万物,花草虫鱼都是电磁力作用的结果;广括的天体宇宙是巨观的第三世界,这个世界是我们众所周知的牛顿引力所主导。

本文是《能量场微观物理学》的一部分,全文下载:https://pan.baidu.com/s/1qZEWPly 密码:pim6

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