Сдвиг аргумента системы отсчета при спин-орбитальной связи

Предположим, что атом водорода с электроном е − спина и орбитали вокруг протона е + без вращения.

Спин электрона создает спиновой магнитный момент, а его орбитальное движение создает магнитное поле, поскольку электрон можно представить как ток, пропорциональный заряду. е − . Ключевая идея, насколько я понимаю, состоит в том, чтобы смоделировать систему таким образом, чтобы между протоном и электроном существовало взаимодействие.

Стандартный аргумент в пользу этого — переключить систему отсчета с лабораторной на электронную. В этой электронной системе отсчета электрон с т а т я о н а р у в то время как протон вращается вокруг электрона, это направление, противоположное направлению электрона, как если бы система рассматривалась из лабораторного кадра. Протон ведет себя как петля с током и создает магнитное поле.

Это взаимодействие производит потенциальную энергию, генерируемую спиновым магнитным моментом электрона и магнитным полем из-за орбиты протона.

Математически: мю с → ⋅ Б → о р б я т "=" В с п я н − о р б я т где мю с → - спиновый магнитный момент электрона и Б → о р б я т - магнитное поле из-за вращающегося вокруг протона.

Вот путаница:

Если электрон неподвижен, в своей системе отсчета у него не будет ни спина, ни орбитального движения. Вместо этого он увидел бы протон, обладающий спином и орбитой.

Тогда это сделало бы изменение ссылки спорным.

Как тогда бы мю с → ⋅ Б → о р б я т "=" В с п я н − о р б я т держать? Электрон неподвижен, поэтому спина нет, верно?

Неподвижные электроны имеют спин. Каждый электрон имеет спин.
Вы действительно не должны думать, что электроны действительно вращаются. Но если вы действительно этого хотите, вы должны думать, что мы вошли в COM-систему электрона, но не позволили нашей системе координат вращаться вместе с электроном. Подумайте о мяче, который одновременно путешествует по воздуху и вращается. Мы начинаем бежать рядом с ним, так что теперь он выглядит неподвижным. Но мы НЕ начинаем вращаться вместе с ним, поэтому он все еще выглядит так, как будто он вращается. Мы вошли в систему отсчета мяча, а мяч все еще вращается.
Я думаю, что кадр COM был полезен. Я пытался придумать физическую аналогию со сферой с осями x, y и z. Сфера вращается вокруг оси z, поэтому единственным «вращением» являются оси x и y, просто вращающиеся вокруг оси z. Ось Z остается неподвижной. Если бы я находился «внутри» этой оси z, я бы увидел сочетание массы электрона, «вращающейся», и протона, вращающегося вокруг оси z электрона. @JahanClaes

Ответы (1)

Причина, по которой вы запутались, заключается в том, что «спин» — это плохо выбранное название собственного магнитного дипольного момента электрона. Электрон на самом деле не вращается, чтобы создать магнитный момент, поэтому в его собственной системе отсчета спин все еще существует.

Это очень помогает.
Сдвиг аргумента системы отсчета при спин-орбитальной связи
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v