Как проявляет себя спин микрочастицы на макроуровне?

3deus

Физики, скажите, пожалуйста, как проявляет себя спин микрочастицы, имеющей заряд или незаряженной, на макроуровне ?
Момент количества движения макрочастицы проявляется, например, в том, что при столкновении частицы с веществом выделится больше тепла, чем когда частица не вращается вокруг своей оси.
А как проявляется спин микрочастицы, например, фотона ?
Правильно ли я понимаю, что спин - это характеристика микрочастицы как корпускулы, т.е. спин может проявляться лишь при больших энергиях и на малых расстояниях ?
  

aldo63

Как поляризация света?

stm5848000

А как проявляется спин микрочастицы, например, фотона ?
У фотона спин 1, а вот если б был 1/2, то лазеры бы были нвозможны :)

lebuhoff

Правильно ли я понимаю, что спин - это характеристика микрочастицы как корпускулы, т.е. спин может проявляться лишь при больших энергиях и на малых расстояниях ?
Нет, неправильно. Спин - это просто дополнительная характеристика (доп. квантовое число описывающее состояние частицы (при этом частица не есть точечный объект, а описывается волновой функцией, т.е. фактически вероятностно). Интерпретация спина как классического момента вращения вокруг собственной оси не совсем верно и было предложено лишь для наглядности.
Спин проявляется всегда и не зависит от масштаба энергии - например, т.к. электроны есть фермионы с полуцелым спином - получаем свойства всех металлов (Энергия ферми и т.п. а фотоны являются бозонами и в одном квантовом состоянии их может быть много (что описывает, например, видимый свет). А классический пример наличия спина у атомов и его квантование - это опыт Штерна-Герлаха (расщепление надвое пучка атомов серебра в поле постоянного магнита).
 Вообще, я рекомендовал студентам воспринимать спин как доп. характеристику частицы, описываемую такими уравнениями и такими свойствами, а искать аналогии с классической физикой лучше не стоит, т.к. в квантовой физике больше уже математики.
Upd. Исправил, в опыте Штерна-Герлаха испоьзовались атомы серебра, а не электроны (позор на мою седую голову :) )

3deus

А классический пример наличия спина у электронов и его квантование - это опыт Штерна-Герлаха (расщепление надвое пучка электронов в поле постоянного магнита)
Спасибо, что напомнили.
Значит, получается, что сила, действующая на микрочастицу со стороны электромагнитного поля (т.е. фотонного поля зависит от спина этой микрочастицы ?
Но ведь мы знаем, что эта сила F = q (E + v x B) - никакого спина в формуле нету, парадокс.
Тогда какая формула для силы, действующей на электрон в э.-м. поле, правильная ?

3deus

Как поляризация света?
В энциклопедии написано, что поляризованный свет - это свет, у которого вектор E в каждой точке пространства, где есть свет, вращается или по эллипсу, или по отрезку туда-сюда(линейная поляризация).
И не понятно, как связано движение вектора E со спиновыми свойствами фотонов. Что "добавляет" фотон к вектору E в фиксированной точке пространства ?

3deus

У фотона спин 1, а вот если б был 1/2, то лазеры бы были нвозможны
Вот Вы говорите примерно про тоже, что и .
Но как из того, что спин фотона равен 1, следует возможность создания "высококогерентного"
света лазера ?

3deus

А классический пример наличия спина у электронов и его квантование - это опыт Штерна-Герлаха (расщепление надвое пучка электронов в поле постоянного магнита).
Вот нашел в энциклопедии Яндекса:
==============
Согласно квантовой теории Бора - Зоммерфельда, орбитальный и, следовательно, магнитный моменты используемых в опыте атомов с одним электроном во внешней оболочке равны нулю, поэтому такие атомы не должны были бы вообще отклоняться магнитным полем. Ш.-Г. о., показавший, что эти атомы вопреки теории обладают магнитным моментом, а также другие более ранние эксперименты привели в 1925 Дж. Ю. Уленбека и С. Гаудсмита к гипотезе существования собственного механического момента электрона - спина.
==============
Т.е. рассеивался не пучок электронов, а пучок атомов. И спин электрона проявил себя как добавка к магнитному моменту атома.
Отсюда правильно ли я понял, что в свободном состоянии электрона спин электрона вообще никак не обнаруживает себя на макроскопическом уровне ?

k11122nu

в полностью свободном состоянии объект вообще себя в принципе никак не проявляет. Вне зависимости от того, спин ли это микрочастицы или рояль.
Электроны, например, куперовские пары образуют, что проявляется в сверхпроводимости

3deus

куперовские пары
А какая роль наличия 1/2-спина у электрона для возможности образования куперовских пар,
почему спариваются электроны с противоположными спинами? почему, например, фотоны не спариваются ?
И вообще, скажите, пожалуйста, правда ли, что любые фермионы могут образовывать "куперовские пары" ?

3deus

Электроны, например, куперовские пары образуют, что проявляется в сверхпроводимости
Если пойму это, то пойму, что все-таки спин электрона проявляется в "свободном" (т.е. внеатомном) состоянии электрона.

soldatiki

Но ведь мы знаем, что эта сила F = q (E + v x B) - никакого спина в формуле нету, парадокс.
Никакого парадокса - это классическая модель электрона. А спин — объект квантовой модели. Если Вы спросите, а какая же модель правильная, то это будет примерно то же, что спросить, какие числа настоящие, или же какой язык программирования лучше.

soldatiki

В энциклопедии написано, что поляризованный свет - это свет, у которого вектор E в каждой точке пространства, где есть свет, вращается или по эллипсу, или по отрезку туда-сюда(линейная поляризация).
То же самое — волновая модель феномена "свет". А есть еще корпускулярный подход.

3deus

Никакого парадокса - это классическая модель электрона. А спин — объект квантовой модели. Если Вы спросите, а какая же модель правильная, то это будет примерно то же, что спросить, какие числа настоящие, или же какой язык программирования лучше.
Нет, нет я уже понял, ЧТО ЭТА ФОРМУЛА ВСЕГДА ВЕРНА.
Сомнения возникли из-за неточного описания опыта Штерна-Герлаха, данное , см. выше.

soldatiki

а фотоны являются бозонами и в одном квантовом состоянии их может быть много (что описывает, например, видимый свет)
Ну формально это проявляется как "один большой фотон" - волновая функция, интеграл от квадрата которой достаточно велик, что интерпретируется как полная энергия "большого количества одинаковых фотонов".

soldatiki

Сомнения возникли из-за неточного описания опыта Штерна-Герлаха, данное , см. выше.
Насколько я понимаю, этот опыт не объясняется классической теорией. Ну разве что если приписать электронам собственный момент вращения. Тогда становится неясно, почему он принимает четко два значения, но не промежуточные.

3deus

То же самое — волновая модель феномена "свет". А есть еще корпускулярный подход
Я спрашивал об их связи.
Вообще же считаю не точным говорить о моделях и подходах.
В микромире правильнее использовать двуединое корпускулярно-волновое понимание бытия материального.

georg_84

наличие спина (или его отсутствие) влияет на распределение по угловому моменту
и его проекции на ось деления системы ядро+мишень, что в свою очередь приведёт
различным угловым распределениям осколков деления, наблюдаемых в эксперименте

soldatiki

Вообще же считаю не точным говорить о моделях и подходах.
В микромире правильнее использовать двуединое корпускулярно-волновое понимание бытия материального.
Наличие двух подходов - это как раз и есть упомянутый дуализм.

3deus

наличие спина (или его отсутствие) влияет на распределение по угловому моменту
и его проекции на ось деления системы ядро+мишень, что в свою очередь приведёт
различным угловым распределениям осколков деления, наблюдаемых в эксперименте
Большое спасибо, это очень интересно. :)

Не могли бы Вы дать ссылку на более подробное описание этого опыта.

georg_84

http://www.springerlink.com/content/ul5568l7661h6693/
Там только абстракт, но в принципе есть полная статья,
из вестника РАН,
но вообше то подвергать сомнению существование спина,
это всё равно что оспаривать принцип Паули,
а зачем ? не понятно , ведь есть столько подтверждений этому
и хорошо что спин вообще есть, а то мы бы были несколько неопределены

3deus

Как поляризация света?
Наконец-то нашел в инете:
===============
106. Как направлен спин фотона по отношению к траектории его движения? Спин фотона h равен постоянной Планка и направлен вдоль оси его вращения перпендикулярно траектории движения и плоскости поляризации так, что при виде с острия спина фотон вращается против хода часовой стрелки, При этом фотоны могут иметь правоциркулярную (рис. 1, а) и левоциркулярную поляризацию (рис. 1, b). Это - экспериментальный факт.
http://www.inauka.ru/blogs/article79958.html
===============

3deus

Благодарю за ссылку. :)

3deus

Спин фотона h равен постоянной Планка и направлен вдоль оси его вращения перпендикулярно траектории движения
Ничего не понимаю. Слушаю передачу А. Гордона "Макроскопические феномены спина"
(скачал с там физик сказал, что, т.к. масса покоя фотона равна нулю, то спин фотона может быть направлен либо вдоль импульса, либо против импульса.
Кто из этих двух людей прав, подскажите, пожалуйста.

3deus

Кто из этих двух людей прав, подскажите, пожалуйста.
Чувствую, что прав физик с передачи Гордона,
прав ли я? :confused: :confused:

3deus

Никто не знает или мой вопрос слишком глупый ? :o

3deus

Ничего не понимаю.
Этот вопрос уже отвечен в соседнем треде.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: