Спин, как и заряд, и масса относится к фундаментальному, базовому свойству окружающего нас мира. Спин просто есть у любой частицы и всё. Так задумал Создатель, или оно само нечаянно случилось. О спине речь заходит обычно тогда, когда говорят об электронах, но спин также есть у обладающих массой нуклонах (протонах и нейтронах) и у безмассовых частиц - фотонов. Есть спин и у других частиц, живущих недолго или состоящих из нескольких. Спин можно рассматривать как вектор ("стрелочку"), но очень специфически. Если выбрать какое-либо направление в окружающем пространстве, то спин всегда будет направлен или вдоль этого направления, или обратно, или поперёк него. И никак иначе - это интересное свойство, не имеющее аналога в классическом мире.
Измеряется спин в единицах кванта действия h, делённого на величину 2π, равную полному обороту. И это не случайно. Одни частицы - бозоны - обладают целочисленным или нулевым спином, который можно соотнести с тем, какой оборот сделает условная "стрелка", двигаясь по замкнутой кривой в трёхмерном
( ... )
Позавчера нахваливала Вас одному из своих студентов. Мы как раз занимались квантовыми числами, в тои числе спином. ) Скопирую ему, с Вашего позволения, Ваше шикарное объяснение.
Но я хотела спросить вот еще что: не имеет ли отношения спик к магнитному, гравитацинному и электрическому полям? Не может ли он их "генерировать"? ))
К магнитным полям спин имеет непосредственное отношение через наличие у электронов, протонов и нейтронов собственного магнитного момента. К электрическим, точнее электромагнитным, имеет косвенное, когда, например, электрону требуется переворот спина, чтобы испустить фотон. К гравитационному - почти никакого. Ну разве что фермионы со спином 1/2 не могут собраться в сколь угодно малую область пространства и создать тем самым вокруг себя аномально большие гравитационные поля.
Если выбрать какое-либо направление в окружающем пространстве, то спин всегда будет направлен или вдоль этого направления, или обратно, или поперёк него. И никак иначе
В тот момент, когда вы проводите измерение спина какой-то частицы, - да, уверен. Когда прекратили измерения, то уже не знаете, каков спин. Можно только догадываться. Строго говоря, вы всегда измеряете проекцию спина на выбранное направление, но с учетом того, что величина проекции совпадает с его абсолютной величиной или равна нулю, нетрудно догадаться, куда направлен спин.
Вас не удивляет, что «величина проекции совпадает с его абсолютной величиной или равна нулю»? То, что вектор всё время подстраивается, если можно так выразиться, под выбранное направление?
Совсем не удивляет. Это же квантовый мир с известным в нём соотношением неопределённостей Гейзенберга. Там всё не определено в принципе, пока не ткнёшь куда-нибудь "пальцем". Если у малой, "квантовой" частицы определён импульс p или энергия E, то не определены размер и интервал времени с характерной "погрешностью" λ=h/p и τ=h/E. Если с какой-то погрешностью определяем положение и время обнаружения частицы, неточными оказываются её импульс и энергия. То же со спином: если определяем его проекцию, то неопределённым до измерения было его возможное направление или угол по отношению к выбранному направлению. Это мог быть любой угол из 2π. Со спином одно плохо: вот этот угол является ненаблюдаемой величиной.
...и тем не менее, проекция спина жёстко квантуется на любое выбранное направление оной проекции. Всего четыре варианта возможно получить в результате измерения - так по-Вашему?
Но ведь про импульс, энергию, координаты такого не скажешь.
Меня удивляет, что спин квантуется, подобно заряду. При том, что это векторная величина. А вот импульс, например - НЕ квантуется. Хотя, вроде бы, импульс ближе по смыслу к спину, чем заряд.
Это действительно может удивлять и Вас и меня. Но только до тех пор, пока в этом не попробуешь разобраться. А разбираться приходится глубже, чем позволяют существующие в физике представления. Приходится привлекать новые, пока ещё в виде гипотез, представления о дискретной структуре пространства. Причём рассматривать разные пространства, иначе более понятно не получится.
Дело вот в чём. Я уже упоминал ранее, что существуют два основных физических пространства и одно промежуточное между ними. Существует пространство, условно называемое "ядерным", элементами которого являются такие частицы, как протон, электрон и предположительно составленный из них нейтрон. Все они обладают дискретными массами, дискретным (или нулевым, как нейтрон) зарядом и дискретным спином, полуцелое значение которого "превращает" их в фермионы со своей интересной статистикой поведения в своём коллективе. Таким дискретным этот "фермионный" мир придумал Создатель или ещё кто-то, и с этим ничего не поделаешь.
Есть пространство электромагнитное, которое окружает нас и
( ... )
Вот. А каково мне было, когда я пару лет назад услышал о ленте Мёбиуса от профессора Буяло из Санкт-Петербурга. В связи с тем, что эта лента (односторонняя поверхность с краем!) полностью определяет трёхмерное (!) пространство отрицательной кривизны, ограниченное ею.
Я уже тогда предполагал, что пространство внутри ядра атома и сами "ядерные" частицы являются элементами такого пространства. Ну, там диковатые и завораживающие рисунки Эшера намекали на это. Но когда я вспомнил свои школьные годы и опыты с самодельной бумажной лентой Мёбиуса, всё встало на свои места. Стало ясно, почему у электрона спин 1/2ћ, а не целый ћ (число Дирака, равное числу Планка h, делённому на полный оборот 2π). Вот так нечаянно случившиеся события приводят к замечательным (для себя) открытиям.
Сначала в своём воображении нужно допустить, что известное математическое пространство-время не является физическим пространством. Оно является классической моделью некого сплошного пространства, которое на самом деле является дискретным, но выглядит таким, как если бы мы смотрели на травяной газон или песчаный пляж с высоты высокого здания. Когда травинки и песчинки "сливаются" в единое целое.
Затем нужно думать, что может являться элементом дискретного пространства. Хороший в некотором смысле пример - фотоны, которые неизвестно, что собой представляют, но зато всегда ведут себя как дискретные элементы с импульсом p=h/λ и энергией E=hν, связанных между собой через скорость света c=E/p.
Было непросто, но потихоньку стало понятно, что окружающее нас электромагнитное пространство составлено из элементов h - квантов действия, известных под именем постоянной Планка. И что фотон является возбуждением одного элемента этого пространства, а в большом коллективе фотоны ведут себя как электромагнитная волна. Мне до сих пор трудно себе
( ... )
Не могу соврать, что я понял все с первого раза - я буду понимать постепенно( я не тормоз я медленный газ, хы хы ) , перечитывая снова и, если вы позволите, по пути задавая уточняющие вопросы. Обещаю не наглеть и экономить ваше время))))
Вопрос принципиально важный для понимания написанного:
"пространство составлено из элементов h - квантов действия Так, помогите с этим разобраться. Я всегда думал .что постоянная Планка- это всего-навсего коэффициент, числовое выражение ( т.е абстракция в рамках модели) связывающий величину энергии (импульса) с частотой. Но тут вы говорите об этой постоянной как о реально существующем некотором объекте, который обладает определенными свойствами. Как такое возможно и что именно имеется в виду ??
Измеряется спин в единицах кванта действия h, делённого на величину 2π, равную полному обороту. И это не случайно. Одни частицы - бозоны - обладают целочисленным или нулевым спином, который можно соотнести с тем, какой оборот сделает условная "стрелка", двигаясь по замкнутой кривой в трёхмерном ( ... )
Reply
Но я хотела спросить вот еще что: не имеет ли отношения спик к магнитному, гравитацинному и электрическому полям? Не может ли он их "генерировать"? ))
Reply
К электрическим, точнее электромагнитным, имеет косвенное, когда, например, электрону требуется переворот спина, чтобы испустить фотон.
К гравитационному - почти никакого. Ну разве что фермионы со спином 1/2 не могут собраться в сколь угодно малую область пространства и создать тем самым вокруг себя аномально большие гравитационные поля.
Reply
Если выбрать какое-либо направление в окружающем пространстве, то спин всегда будет направлен или вдоль этого направления, или обратно, или поперёк него. И никак иначе
Хм. Вы точно в этом уверены?
Reply
А у Вас есть сомнения в моих словах?
Reply
Вас не удивляет, что «величина проекции совпадает с его абсолютной величиной или равна нулю»? То, что вектор всё время подстраивается, если можно так выразиться, под выбранное направление?
Reply
Reply
...и тем не менее, проекция спина жёстко квантуется на любое выбранное направление оной проекции. Всего четыре варианта возможно получить в результате измерения - так по-Вашему?
Но ведь про импульс, энергию, координаты такого не скажешь.
Ничего не удивляет?
Reply
Reply
Меня удивляет, что спин квантуется, подобно заряду. При том, что это векторная величина. А вот импульс, например - НЕ квантуется. Хотя, вроде бы, импульс ближе по смыслу к спину, чем заряд.
Reply
Дело вот в чём. Я уже упоминал ранее, что существуют два основных физических пространства и одно промежуточное между ними. Существует пространство, условно называемое "ядерным", элементами которого являются такие частицы, как протон, электрон и предположительно составленный из них нейтрон. Все они обладают дискретными массами, дискретным (или нулевым, как нейтрон) зарядом и дискретным спином, полуцелое значение которого "превращает" их в фермионы со своей интересной статистикой поведения в своём коллективе. Таким дискретным этот "фермионный" мир придумал Создатель или ещё кто-то, и с этим ничего не поделаешь.
Есть пространство электромагнитное, которое окружает нас и ( ... )
Reply
половине оборота "стрелки", движущейся по замкнутой линии на поверхности ленты Мёбиуса.
господииесусе .
Reply
Я уже тогда предполагал, что пространство внутри ядра атома и сами "ядерные" частицы являются элементами такого пространства. Ну, там диковатые и завораживающие рисунки Эшера намекали на это. Но когда я вспомнил свои школьные годы и опыты с самодельной бумажной лентой Мёбиуса, всё встало на свои места. Стало ясно, почему у электрона спин 1/2ћ, а не целый ћ (число Дирака, равное числу Планка h, делённому на полный оборот 2π). Вот так нечаянно случившиеся события приводят к замечательным (для себя) открытиям.
Reply
А если можно как-то "на пальцах" объяснить, какая связь между моментом импульса электрона( тот самый спин, верно?) и структурой пространства?
и что значит "сами "ядерные" частицы являются элементами такого пространства." ?
Reply
Затем нужно думать, что может являться элементом дискретного пространства. Хороший в некотором смысле пример - фотоны, которые неизвестно, что собой представляют, но зато всегда ведут себя как дискретные элементы с импульсом p=h/λ и энергией E=hν, связанных между собой через скорость света c=E/p.
Было непросто, но потихоньку стало понятно, что окружающее нас электромагнитное пространство составлено из элементов h - квантов действия, известных под именем постоянной Планка. И что фотон является возбуждением одного элемента этого пространства, а в большом коллективе фотоны ведут себя как электромагнитная волна. Мне до сих пор трудно себе ( ... )
Reply
Не могу соврать, что я понял все с первого раза - я буду понимать постепенно( я не тормоз я медленный газ, хы хы ) , перечитывая снова и, если вы позволите, по пути задавая уточняющие вопросы. Обещаю не наглеть и экономить ваше время))))
Вопрос принципиально важный для понимания написанного:
"пространство составлено из элементов h - квантов действия Так, помогите с этим разобраться. Я всегда думал .что постоянная Планка- это всего-навсего коэффициент, числовое выражение ( т.е абстракция в рамках модели) связывающий величину энергии (импульса) с частотой. Но тут вы говорите об этой постоянной как о реально существующем некотором объекте, который обладает определенными свойствами. Как такое возможно и что именно имеется в виду ??
Reply
Leave a comment