作业帮光子自旋为1是怎么测出来的,光子是什么还都不知道
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/07 07:01:12
光子自旋为1是怎么测出来的,光子是什么还都不知道
光子自旋为1是怎么测出来的,光子是什么还都不知道
光子自旋为1是怎么测出来的,光子是什么还都不知道
stern--gerlach实验.测定光子角动量而推出.
自旋的发现,首先出现在碱金属元素的发射光谱课题中.于1924年,沃尔夫冈·泡利首先引入他称为是「双值量子自由度」(two-valued quantum degree of freedom),与最外壳层的电子有关.这使他可以形式化地表述泡利不相容原理,即没有两个电子可以在同一时间共享相同的量子态.泡利的「自由度」的物理解释最初是未知的.Ralph Kronig,Landé的一位助手,于1925年初提出它是由电子的自转产生的.当泡利听到这个想法时,他予以严厉的批驳,他指出为了产生足够的角动量,电子的假想表面必须以超过光速运动.这将违反相对论.很大程度上由于泡利的批评,Kronig决定不发表他的想法.
当年秋天,两个年轻的荷兰物理学家产生了同样的想法,George Uhlenbeck和Samuel Goudsmit.在保罗·埃伦费斯特的建议下,他们以一个小篇幅发表了他们的结果.它得到了正面的反应,特别是在Llewellyn Thomas消除了实验结果与 Uhlenbeck 和 Goudsmit 的（以及 Kronig 未发表的）计算之间的两个矛盾的系数之后.这个矛盾是由于电子指向的切向结构必须纳入计算,附加到它的位置上；以数学语言来说,需要一个纤维丛描述.切向丛效应是相加性的和相对论性的（比如在c趋近于无限时它消失了）；在没有考虑切向空间朝向时其值只有一半,而且符号相反.因此这个复合效应与后来的相差系数2(Thomas precession).
尽管他最初反对这个想法,泡利还是在1927年形式化了自旋理论,运用了埃尔文·薛定谔和沃纳·海森堡发现的现代量子力学理论.他开拓性地使用泡利矩阵作为一个自旋算子的群表述,并且引入了一个二元旋量波函数.
泡利的自旋理论是非相对论性的.然而,在1928年,保罗·狄拉克发表了狄拉克方程式,描述了相对论性的电子.在狄拉克方程式中,一个四元旋量所谓的「狄拉克旋量」被用于电子波函数.在1940年,泡利证明了「自旋统计定理」,它表述了费米子具有半整数自旋,玻色子具有整数自旋.