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jerryxinjie

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11樓2015-05-30 00:11:55

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jugengfans

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10樓: Originally posted by hahaha77 at 2015-05-29 22:54:00
物質(zhì)磁性由電子軌道運(yùn)動(dòng)給出，與自旋無(wú)關(guān)，但是你說(shuō)的單個(gè)分子，在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，其自旋態(tài)也會(huì)變化，具體用wigner-D矩陣轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)去即可，s-g實(shí)驗(yàn)中，spin up 變成spin down 可以通過(guò)外加緩變的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng) ...

謝謝，問(wèn)題是這個(gè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度大小有要求嗎？以前跟某教授討論，他說(shuō)自旋方向確定后很難反向，具體原因是難在哪里呢？是磁場(chǎng)強(qiáng)度不夠強(qiáng)還是弛豫時(shí)間不夠？另外自旋會(huì)進(jìn)動(dòng)嗎？忘賜教！

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12樓2015-05-30 20:12:57

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rotating_top

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你走的時(shí)候，你的影子不會(huì)跟著你一起走嗎？

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13樓2015-05-30 20:25:18

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ygEric

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13樓: Originally posted by rotating_top at 2015-05-30 20:25:18
你走的時(shí)候，你的影子不會(huì)跟著你一起走嗎？

這個(gè)回答才是正確的。

首先要區(qū)分宏觀磁場(chǎng)與微觀磁場(chǎng)。磁鐵在外面表現(xiàn)的是宏觀磁場(chǎng)，其微觀起源是內(nèi)部未配對(duì)電子的自旋由于交換作用而取向一致從而形成磁疇，磁疇原來(lái)的方向也是雜亂的，經(jīng)過(guò)外磁場(chǎng)磁化后磁疇取向一致，外磁場(chǎng)褪去后，磁疇的方向依然保持一致，這樣磁鐵就具有了宏觀磁場(chǎng)。磁疇的方向相對(duì)磁鐵本身是固定的，除非用外磁場(chǎng)改變。所以轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵，磁場(chǎng)方向跟著動(dòng)，跟人的影子一樣。

再次，要區(qū)分磁場(chǎng)的經(jīng)典描述與量子描述。經(jīng)典認(rèn)為磁場(chǎng)由分子電流或磁荷產(chǎn)生，量子認(rèn)為磁場(chǎng)是軌道磁矩和自旋磁矩共同貢獻(xiàn)的，但自旋占主導(dǎo)地位。

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14樓2015-05-30 20:58:24

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jugengfans

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14樓: Originally posted by ygEric at 2015-05-30 20:58:24
這個(gè)回答才是正確的。

首先要區(qū)分宏觀磁場(chǎng)與微觀磁場(chǎng)。磁鐵在外面表現(xiàn)的是宏觀磁場(chǎng)，其微觀起源是內(nèi)部未配對(duì)電子的自旋由于交換作用而取向一致從而形成磁疇，磁疇原來(lái)的方向也是雜亂的，經(jīng)過(guò)外磁場(chǎng)磁化后磁疇取 ...

多謝回復(fù)，有幾點(diǎn)不太認(rèn)同，望進(jìn)一步探討。

1.量子力學(xué)認(rèn)為磁矩是軌道磁矩和自旋磁矩共同貢獻(xiàn)的。但是，電子自旋磁矩并不產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)僅僅由電子的軌道運(yùn)動(dòng)生成。自旋并不產(chǎn)生磁場(chǎng)，這是量子力學(xué)的詭異之處。。

2. 轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵，自旋跟著動(dòng)，是因?yàn)樵拥能壍朗怯锌臻g取向的，當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，軌道先發(fā)生變化，而通過(guò)LS耦合，軌道磁矩的變化又傳遞給了電子自旋。所以電子自旋也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)了。

以上是我的理解，也是綜合了樓上幾位蟲(chóng)友的看法。
如果有不妥之處，望指出。謝謝

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15樓2015-08-21 22:22:39

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7樓: Originally posted by oos_good at 2015-05-29 21:09:27
只想知道：磁鐵在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)跟著轉(zhuǎn)，你怎么知道的，你在多大的時(shí)間尺度上討論。

磁鐵的磁場(chǎng)方向變了啊。比如原來(lái)指向0點(diǎn)，現(xiàn)在就指向9點(diǎn)了。。這個(gè)B是可以探測(cè)的。

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16樓2015-08-21 22:27:48

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15樓: Originally posted by jugengfans at 2015-08-21 22:22:39
多謝回復(fù)，有幾點(diǎn)不太認(rèn)同，望進(jìn)一步探討。

1.量子力學(xué)認(rèn)為磁矩是軌道磁矩和自旋磁矩共同貢獻(xiàn)的。但是，電子自旋磁矩并不產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)僅僅由電子的軌道運(yùn)動(dòng)生成。自旋并不產(chǎn)生磁場(chǎng)，這是量子力學(xué)的詭異之 ...

哪本教科書(shū)上說(shuō)過(guò)電子自旋不產(chǎn)生（微觀）磁場(chǎng)？

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17樓2015-08-21 23:45:45

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17樓: Originally posted by ygEric at 2015-08-21 23:45:45
哪本教科書(shū)上說(shuō)過(guò)電子自旋不產(chǎn)生（微觀）磁場(chǎng)？
...

磁場(chǎng)和磁矩是兩個(gè)概念。電子是點(diǎn)粒子，自旋是非空間量。沒(méi)有電荷在運(yùn)動(dòng)。那么根據(jù)maxwell方程，靜止的電子無(wú)磁場(chǎng)。

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18樓2015-08-22 12:11:24

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18樓: Originally posted by jugengfans at 2015-08-22 12:11:24
磁場(chǎng)和磁矩是兩個(gè)概念。電子是點(diǎn)粒子，自旋是非空間量。沒(méi)有電荷在運(yùn)動(dòng)。那么根據(jù)maxwell方程，靜止的電子無(wú)磁場(chǎng)。...

靜止的帶電粒子無(wú)磁矩，這是經(jīng)典看法。別忘了QM講自旋的時(shí)候指出的是電子具有內(nèi)稟磁矩（內(nèi)稟角動(dòng)量），當(dāng)然軌道角動(dòng)量也提供一份。

還有一點(diǎn)，自旋的確是分為上下自旋，但是別忘了還有Sx，Sy，Sz這樣的分量，空間旋轉(zhuǎn)的時(shí)候到底轉(zhuǎn)哪個(gè)必須整清楚。

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19樓2015-08-26 04:55:34

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19樓: Originally posted by 卡開(kāi)發(fā)發(fā) at 2015-08-26 04:55:34
靜止的帶電粒子無(wú)磁矩，這是經(jīng)典看法。別忘了QM講自旋的時(shí)候指出的是電子具有內(nèi)稟磁矩（內(nèi)稟角動(dòng)量），當(dāng)然軌道角動(dòng)量也提供一份。

還有一點(diǎn)，自旋的確是分為上下自旋，但是別忘了還有Sx，Sy，Sz這樣的分量，空 ...

那請(qǐng)教一下自由的、靜止的單個(gè)電子，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)B是多大呢。我翻了翻手頭的幾本書(shū)，貌似都沒(méi)有提到這個(gè)問(wèn)題。

在我的觀念里，磁場(chǎng)B的產(chǎn)生，需要電荷的運(yùn)動(dòng)。電子在軌道中的運(yùn)動(dòng)，是在實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)，所以可能產(chǎn)生磁場(chǎng)。但電子的自旋呢？

電子不是一個(gè)帶著分?jǐn)?shù)電荷的，有大小的小球吧。以前教量子老師總是說(shuō)，不能用經(jīng)典的觀念理解電子。電子有一個(gè)內(nèi)秉角動(dòng)量，這個(gè)角動(dòng)量不是電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。如果假設(shè)電子是個(gè)均勻的，電荷為q的、半徑為r的帶電球體，那么它表面的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)超過(guò)光速。無(wú)法理解，但是目前還是把它當(dāng)成點(diǎn)粒子來(lái)處理的。無(wú)窮小，但是有一個(gè)指向。

但是您說(shuō)的M又確實(shí)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁體中，分子總磁矩的密度假如是M，它確實(shí)可以累積。最后形成一個(gè)大的"分子電流"。。

為什么單個(gè)電子的磁場(chǎng)沒(méi)有給出，在材料中有個(gè)M，突然就冒出來(lái)了。。
當(dāng)然這點(diǎn)我也很不理解。因?yàn)闆](méi)學(xué)過(guò)量子場(chǎng)論。不知道這些概念對(duì)不對(duì)。歡迎最猛烈的批評(píng)。

——————————————————————————

自問(wèn)自答一下，也許電子波函數(shù)里的自旋項(xiàng)沒(méi)有空間部分，僅僅是因?yàn)檫@一種近似。。就像我們也可以寫(xiě)出一個(gè)質(zhì)子的波函數(shù)，但是這個(gè)波函數(shù)不能描述質(zhì)子中分?jǐn)?shù)電荷的分布一樣。。所以，電子自旋波函數(shù)沒(méi)有空間部分，不能作為電子沒(méi)有體積的證據(jù)。若是真的沒(méi)有體積，也就沒(méi)有周長(zhǎng)，自然也就不會(huì)有磁矩。

那么單個(gè)靜止的電子有沒(méi)有磁矩？會(huì)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)？

我們假設(shè)單個(gè)靜止電子是有磁矩的，看看會(huì)有什么現(xiàn)象。

如果兩個(gè)靜止的，spinup的電子，放在相距為l的地方。如下圖所示
（-）                   （-）
l <---------- L  --------> |
假設(shè)左邊的電子在右邊電子處產(chǎn)生的磁場(chǎng)為B. 則右邊的電子受到磁場(chǎng)作用后的能量為    uB

那么，如果左邊是spindown的電子，右邊還是spinup，則B反向，電子能量-uB.

這兩個(gè)體系的能量變的不同了。能量高的那個(gè)體系不穩(wěn)定。

那么，這個(gè)不穩(wěn)定體系中，會(huì)不會(huì)有其中一個(gè)電子改變自旋，并在這個(gè)過(guò)程中，以光子的形式釋放2uB的能量？那只需要拉兩個(gè)電子來(lái)，探測(cè)放出的光子的頻率v，就可以通過(guò)E=hv=2uB來(lái)確定電子所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度B在空間中的分布了？

這也有點(diǎn)像核磁共振。。

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20樓2015-08-27 22:34:25

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