如何理解玻色子,如光子、粒子、氫原子等,它們具有整數(shù)自旋(0,1,……)
如何理解玻色子,如光子、粒子、氫原子等,它們具有整數(shù)自旋(0,1,……)
如題,最好回答下:自旋是什么?是不是只有基本粒子才有自旋?把地球看成粒子的話自旋是多少?自旋如何算來(lái)的(說(shuō)出需要哪些數(shù)據(jù)?它又衡量了什么?)
如題,最好回答下:自旋是什么?是不是只有基本粒子才有自旋?把地球看成粒子的話自旋是多少?自旋如何算來(lái)的(說(shuō)出需要哪些數(shù)據(jù)?它又衡量了什么?)
物理人氣:561 ℃時(shí)間:2020-04-15 05:50:52
優(yōu)質(zhì)解答
自旋不能理解為經(jīng)典的機(jī)械旋轉(zhuǎn),否則無(wú)法理解一個(gè)粒子的自旋在任何方向的分量都一樣.另外如果把粒子看做自轉(zhuǎn)的小球,球邊緣的線速度會(huì)明顯超過(guò)光速.之所以叫一個(gè)粒子的“自旋”是因?yàn)樽孕陌l(fā)現(xiàn)是與原子束在磁場(chǎng)中的分...自旋的單位是角動(dòng)量量綱。自旋是粒子的固有運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)與外場(chǎng)可以發(fā)生作用,比如在磁場(chǎng)中,不同自旋的粒子磁矩就會(huì)不同。另外,粒子的平動(dòng)(“軌道”運(yùn)動(dòng))會(huì)與粒子的自旋運(yùn)動(dòng)相互影響,產(chǎn)生附加的能量。還有自旋是角動(dòng)量,由于有的系統(tǒng)角動(dòng)量守恒,因此粒子擁有的角動(dòng)量會(huì)給系統(tǒng)的行為加以限制(比如光子角動(dòng)量為0,因此原子輻射光子之后總的角動(dòng)量不能變化,所以軌道角動(dòng)量,自旋角動(dòng)量的和不能變化,這就使得有的躍遷是不會(huì)發(fā)生的)。自旋同時(shí)也區(qū)分了兩種粒子。自旋量子數(shù)為整數(shù)的稱為玻色子。自旋量子數(shù)為半奇數(shù)的稱為費(fèi)米子。兩類粒子有明顯差異。費(fèi)米子通俗的說(shuō)就是構(gòu)成“實(shí)體”的粒子。我們生活的環(huán)境中的原子由質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成,他們都是費(fèi)米子。之所以費(fèi)米子構(gòu)成凝聚的物體是因?yàn)橘M(fèi)米子遵循“泡利不相容原理”。這一原理說(shuō):不可能有兩個(gè)費(fèi)米子處于一個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)完全相同的量子態(tài)(通俗的說(shuō)不能各種坐標(biāo)完全相同,徹底重合在一起),這就使得粒子能保持一定間隔,形成體系。而玻色子則沒有這種限制任何量子態(tài)可以容納任意多個(gè)玻色子(通俗說(shuō)就是例子可以重疊)。玻色子是傳播相互作用的載體,這是粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的解釋,標(biāo)準(zhǔn)模型建立在量子場(chǎng)論的基礎(chǔ)上。光子是傳播電磁相互作用的載體。弱相互作用載體是W+ W- Z三個(gè)粒子,強(qiáng)相互作用由膠子傳播。引力由引力子傳播(引力子尚未發(fā)現(xiàn))。規(guī)范場(chǎng)理論指出粒子之間通過(guò)發(fā)射吸收玻色子來(lái)完成相互作用。對(duì)于高中生來(lái)說(shuō),科普一下就夠了。我用了兩個(gè)學(xué)期才學(xué)到量子力學(xué)的皮毛,而研究生階段才會(huì)開設(shè)量子場(chǎng)論。目前被實(shí)驗(yàn)比較完善驗(yàn)證了的最先進(jìn)理論就到量子場(chǎng)論了(包括它的分支理論)。之后的更加統(tǒng)一的理論目前屬于探索階段,雖然有完善的理論體系,但實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證還不完善。跟你解釋一些基本概念是讓你對(duì)物理學(xué)有一個(gè)感性的了解,真正的理論是極其嚴(yán)格的。建立在嚴(yán)密的數(shù)學(xué)體系之上,背后有大量數(shù)學(xué)家論證過(guò)的定理作為支撐。三百年前,一個(gè)頂尖物理學(xué)家可以掌握整個(gè)物理學(xué)的全貌,甚至包括實(shí)驗(yàn)。一百年前,只有愛因斯坦的理論研究觸及到了理論物理的所有主要分支。也只有費(fèi)米一人還能同時(shí)精通實(shí)驗(yàn)和理論。到了現(xiàn)代,能掌握一個(gè)細(xì)小分支的整體輪廓都是全球屈指可數(shù)的幾個(gè)人了。所以年輕時(shí)多了解點(diǎn)概況,等到以后才能選擇一個(gè)自己真正喜歡的方向,深入下去研究。而真的都讀“”懂“”是幾乎不可能的。
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