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电子自旋通俗解释 自旋单态与三重态是什么?

浏览量:2878 时间:2021-03-16 09:29:40 作者:admin

自旋单态与三重态是什么?

在物理学中,N态通常指具有相同量子数的组态。

自旋是角动量,三分量s_xS_yS_Z在量子力学中是不可交换的,没有共同的本征态。人们通常取s^2和s^2,Z的公共本征态作为基向量,建立一个描述粒子自旋态的旋量空间。

对于自旋为S、S^2和S^2的粒子,Z的本征值为S(s1)和m,(m=-S,…,0,…,S)。存在两个s1本征态,称为2s1重态。它们形成了一个2s1维空间,可以用s自旋来描述任何粒子的自旋状态。

然后,对于自旋为0和1的粒子,自旋空间本征态分别为单重态(单重态)和三重态,使用狄拉克符号| s|Z>表示为:

单重态| 00>

三重态| 11> | 10> | 1-1>

你好。这是哥本哈根量子力学学院的观点。具体来说,你可以读量子力学方面的书。这里只解释同时指向不同方向的物理意义。

根据哥本哈根量子力学学院,电子的自旋波函数实际上非常复杂。它是Su(2)所表示的发生器的本征函数线性叠加的结果。一般只考虑与z轴自旋角动量分量相对应的su(2)伴随发生器。这是因为对于给定的粒子,其自旋角动量的本征值是给定的,所以只需要考虑自旋角动量分量的本征值。对于普通原子,自旋角动量的本征值可能不是1/2。此时,我们应该考虑Su(2)群表示的约简问题。例如,氢原子是由质子和电子组成的,因此它的自旋表示可以用两个Su(2)群来表示,直接乘法的结果可以归结为群表示的直接和。那么在归约过程中需要的矩阵就是krabbey-Gordon矩阵,矩阵元素就是krabbey-Gordon系数。

由于还原问题,原子的自旋有还原的基础。不同的还原基代表不同的自旋方向。例如,极化电子与质子自旋波函数(1/2,1/2)*(1/2,1/2)的直积应化简为(1,1)(1,0)(0,0)的直和。这里使用的符号是(L,m),其中L是自旋量子数,m是自旋z轴分量的量子数。如果我们考虑所有可能的自旋直积的直和约化,那么氢原子有四个可能的自旋,它们叠加在一起。只有在外磁场中使氢原子去极化,才能得到某种类型的氢原子。这四个碱基分别指自旋三重态和自旋单重态。一言以蔽之,哥本哈根量子力学学派认为,一个粒子可以同时拥有与其力学量的所有本征值相对应的所有本征态。

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