Фотон имеет спин 1, а электрон — 1/2, поэтому, когда фотон поглощается электроном, он разрушается, и электрон возбуждается этим количеством энергии. В следующий момент электрон вернется в свое основное состояние и испустит фотон с той же энергией, что и у оригинала, и пока все выглядит хорошо. Интересно, что происходит со спином фотона? Подобно ли импульсу фотона, рассеянного свободным электроном, что, условно говоря, электрон находится в покое, частота испускаемого фотона смещается или электрон движется, а частота фотона остается такой же, как и исходная?
Обычно фотон возбуждает электрон до состояния с большим орбитальным угловым моментом (например, в водороде от 1s до 2p), поэтому таким образом сохраняется угловой момент.
Спин электрона был введен из-за поведения электронов в магнитных полях:
Вольфганг Паули в 1924 году первым предложил удвоение электронных состояний за счет двузначного неклассического «скрытого вращения».[6] В 1925 году Джордж Уленбек и Сэмюэл Гоудсмит из Лейденского университета предложили простую физическую интерпретацию вращения частицы вокруг своей оси в духе старой квантовой теории Бора и Зоммерфельда.
Источник: Википедия
Сила Лоренца связана со спином частиц. Уравнение Лоренца описывает явление, когда электроны и антипротоны отклоняются в одном направлении, а позитроны и протоны отклоняются в противоположном направлении.
Оглядываясь назад, можно сказать, что первым прямым экспериментальным свидетельством спина электрона был эксперимент Штерна-Герлаха 1922 года.
Для фотонов все упомянутые опыты не работают. И, как вы говорите, поглощенный фотон не меняет собственного спина свободно движущегося электрона. Попадая в электрон не в его центр, момент фотонов мог вызвать вращение электрона. И фотон с круговой поляризацией тоже может придать вращение электрону.
Спин фотона просто отличается от поведения спина зарядов. Но как спин фотона? Лучший ответ, который я видел, был таким :
Но! Никто не нашел правильного способа представить его в виде суммы двух калибровочно-инвариантных операторов для углового орбитального момента и спина (L и S). На этом теоретические знания заканчиваются - оператор спина фотона неизвестен.
Можно измерить Z-составляющую углового момента - спиральность.
Фотон должен иметь точную энергию для разрешенного состояния электрона. Спиновое пространство ортогонально n,l,m-пространству, может показаться, что распределение энергии идет из одного пространства в ортогональное пространство. Но другой 1/2-спин будет отвечать за n, l и m для возбужденного состояния электрона.
Если электрон не связан с орбитальным угловым моментом, он может перевернуть свой спин, чтобы компенсировать спин фотона. В случае, когда требуется, чтобы электрон изменил спин, в момент взаимодействия электрона и фотона они должны иметь противоположный спин, чтобы начать. Таким образом, они могут участвовать в квантовой запутанности, чтобы позволить процессу произойти.
Как было указано выше, не электрон получит некоторый внутренний угловой момент (спин) от фотона, а атом поглощает энергию, а также угловой момент фотона (1 гбар). Это приведет к увеличению орбитального углового момента ровно на 1 гбар (l=l+1) плюс увеличение энергии (n=n+1,2,3...) в зависимости от частоты (=энергия) фотона. Помните: полная энергия и полный угловой момент — это величины, которые должны сохраняться!
rnels12