什麼是自旋,自旋與什麼有關,什麼是自旋交換理論

2021-09-05 09:15:12 字數 3057 閱讀 9808

1樓:蛋糕情人

自旋軸指向控制

獲取並保持航天器內旋軸在空間的姿態指向的過程。自旋穩定的航天器在飛行中有時需要改變其自旋軸在空間的姿態指向,例如在變軌發動機點火前需要從入軌姿態變為點火姿態。

自旋穩定衛星

利用衛星繞其主慣量軸旋轉所產生的陀螺定軸性,保持自旋軸在慣性空間指向,以實現姿態穩定的衛星。自旋穩定衛星分為單自旋穩定衛星和雙自旋穩定衛星。單自旋穩定衛星採用的是一種被動姿態穩定方式。

按照陀螺定軸性的原理,只要衛星星體的自旋角動量足夠大,在環境干擾力矩的作用下,角動量方向的漂移非常慢,就可以使衛星在慣性空間達到定向控制的目的。

自旋穩定技術

航天器或其主要部分繞自身某一軸線的旋軸)恆速旋轉從而獲得姿態穩定的技術。包括單自旋穩定和雙自旋穩定。單自旋穩定是指航天器整體繞自旋軸旋轉,使自旋軸在空間定向。

自旋速率

自旋穩定航天器繞其自旋軸旋轉的速率。自旋速率一般以每分鐘的轉數或每秒轉過的角度表示。自旋和雙自旋穩定衛星,利用陀螺的定軸性來保持姿態穩定。

對於繞最大主慣量軸自旋的衛星,自旋速率越高,角動量越大,其陀螺的定軸性就越好,抗干擾能力就越強。自旋、雙自旋穩定衛星的自旋速率的選擇,首先要考慮衛星有效載荷(如氣象衛星的掃描輻射計)的要求,另外也要考慮姿態控制、姿態穩定度、消旋元件效能、衛星質量特性以及其他分系統的工作效能等各種因素的影響。一般自旋和雙自旋穩定衛星的自旋速率在5~120r/min之間。

2樓:

在賴文的量子化學講義中有這麼一句話,恰好能解答你關於自旋起源的問題

他說粒子的自旋角動量的起源不能由巨集觀經驗設計的模型來解釋。

其實從自旋角動量運算元就可以看出,自旋是一個假設,沒有實際的**,因為自旋角動量沒有具體的形式,其本徵函式也沒有具體的形式,只是人們定義的自旋角動量運算元附和角動量運算元的相互關係,從而推匯出來其本徵函式之間的一些關係而已。

最初引入這個假設是為了解決實際電子排布與波函式反對稱規則之間的矛盾。

因此你問的該屬性與什麼力。場或者什麼有影響。可以這麼說這些力與場是不存在的,因為

自旋是量子力學的基本假設之一,假設就定義了自旋角動量運算元之間附和角動量運算元的對易關係,定義了自旋角動量運算元的本徵函式和本徵值。

從這個假設可以推倒出自旋本徵函式的一切性質。

量子力學基本假設是量子力學體系中的公里,就像經典力學裡面牛頓三定律和萬有引力定律、歐幾里德幾何體系中德五大公里一樣是無需證明的基本假設。

但是粒子的自旋是可以通過實驗觀測到的,比如核磁共振、電子順磁共振等。此外還有斯特恩—蓋拉赫實驗證明了電子的自旋角動量運算元本徵值確實存在,而且是兩個。

3樓:linvo說宇宙

我們說到粒子的時候,經常聽到”自旋“這個詞但緊接著你可能又聽到“自旋為1”,甚至“1/2自旋“ 類似這種奇怪的說法

4樓:

是史特恩-蓋拉赫(stern-gerlach)實驗發現的,電子束通過垂直的非均勻磁場發生相反方向的同角度偏轉,證明電子自旋存在,且有兩個s等於正負h/2。

什麼是自旋交換理論

5樓:匿名使用者

交換作用是電子間的一種量子力學效應,這種作用從性質上說,是一種靜電相互作用,它使得自旋平行的一對電子和自旋反平行的一對電子具有不同的能量.在固體中,磁性電子往往從屬於相應的磁性離子.因此通常也有兩個磁性離子之間或兩個磁矩之間的交換作用這樣的說法.

交換作用的原理,可用兩個繞核運動的電子組成的系統來說明.描述這一系統的波函式可表為電子空間波函式與自旋波函式的乘積.由於電子是自旋為1/2的fermi子,因而交換這兩個電子的座標時,系統的波函式必須是反對稱的.

於是,如果波函式的空間部分是對稱的,則自旋部分必須是反對稱的(相應於自旋反平行),而如果系統波函式的空間部分是反對稱的,則自旋部分必須是對稱的(相應於自旋平行).由於系統的與自旋平行及反平行相應的這兩種波函式的空間部分不同,因而在相應的狀態中電子之間的靜電相互作用能也就不同.如將空間波函式對稱時系統的波函式記作ψs,而空間波函式反對稱時系統的波函式記作ψa,則兩種狀態中系統的能量差為(見**), 其中h是系統的哈密頓量,j叫做交換積分.

j>0時,電子的自旋傾向於相互平行,j<0時,電子的自旋傾向於反平行.與這 一能量差相應的作用就叫做交換作用.利用交換積分j,可將兩個電子間的交換作用能寫為eex=-2js1·s2 .

交換積分j**於兩個電子波函式的交迭,因此電子間的這種交換作用只當兩個電子的波函式有所交迭時才能存在,是一種直接的短程的相互作用.其大小與自旋間的相對取向有關而與自旋在空間中的取向無關,因而又是各向同性的.

對原子內同一殼層中的電子,j>0,於是在滿足pauli不相容原理的前提下,其自旋有相互平行的趨勢,從而導致了著名的hund法則的第一條.這種交換作用叫做原子內的直接交換作用.在固體中,磁性離子之間的交換作用按磁性離子之間不同的相互關係,可以分為兩類.

一類是直接交換作用,這裡兩個磁性離子靠得近,它們的磁性電子的波函式有足夠的交迭從而產生交換作用,其交換積分的值則可正可負.另一類是間接交換作用,這裡磁性離子離得遠,它們之間的交換作用是依靠第三者為媒介而發生的.在絕緣體材料中,磁性離子通過與它最鄰近的逆磁性離子的媒介而與另一磁性離子發生交換作用,由於這時兩個磁性離子的距離已經超過它們的波函式得以產生明顯交迭的距離,因而這種間接交換作用又被稱為超交換作用.

在金屬材料中,交換作用是依靠巡遊電子為媒介而發生的.依照具體情況的不同,又有s-d,s-f,d-d等幾種機制.在s-d,s-f作用的情形,d電子和f電子是局域的磁性電子,它們與s傳導電子產生直接交換作用而使傳導電子的自旋產生在空間作振盪式衰減的極化.

極化了的傳導電子再與另一磁性離子上局域的d電子或f電子產生交換作用,從而使磁性離子相互耦合起來.這種依靠傳導電子的極化而產生的交換作用叫做rkky相互作用.而d-d交換作用則是通過巡遊的d電子為媒介而使局域d電子發生相互作用的.

一般說這種相互作用要比rkky相互作用強.在不計自旋-軌道耦合時,以上各種交換作用都是各向同性的.而在計入自旋軌道耦合以後,磁性離子之間還會出現各向異性的交換作用.

其中又包括兩部分,一是對稱的贗偶極子相互作用,另一是反對稱的dzyalo-shin-sky-moriya相互作用.一般說,各向異**換作用的強度比各向同**換作用小,它是磁性材料中磁晶各向異性的重要**.

交換作用是造成固體磁有序的決定性因素.

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