اسپین الکترون

+4
اسپین الکترون

مایکل فارادی، دانشمند مشهور انگلیسی نخستین کسی بود که در اواسط قرن نوزدهم میلادی به تاثیر میدان مغناطیسی روی پرتو های نوری که از یک محیط مادی عبور می کنند پی برد. تحقیقات فارادی در مورد تاثیر میدان مغناطیسی بر ذرات ماده و نور گسیل شده از آن ها توسط سایر فیزیک دانان ها همچنان ادامه یافت تا اینکه تقریبا پنجاه سال پس از او یک فیزیک دان هلندی به نام پیتر زیمان با آزمایش هایی که در دانشگاه لایدن انجام داد با پدیده جالب و عجیبی در این مورد مواجه شد.

زیمان به کمک آزمایش های طیف نگاری و بررسی طیف نوری گسیل شده از اتم ها به واسطه حضور در میدان مغناطیسی به چند خط طیفی متفاوت شکافته می شوند. اما علت این شکافتگی طیفی چه بود؟ مساله تبیین اثر زیمان و چند مساله حل نشده دیگر در فیزیک اتمی سبب شد که دو فیزیکدان هلندی به نام ساموئل گودسمیت و ژرژاولن بک در سال 1925 (1304) ایده اسپین الکترون را مطرح کنند. بر اساس این ایده، ذره الکترون مانند یک گوی یا فرفره بسیار کوچک با سرعت بسیار زیادی به دور خود می چرخند و بنابراین یک تکانه زاویه ی ذاتی – موسوم به اسپین – دارد. اما با توجه به اینکه الکترون یک ذره باردار است؛ بنابراین به واسطه چرخش ذاتی خود یک گشتاور دو قطبی مغناطیسی ذاتی هم خواهد داشت و در واقع وجود همین گشتاور دو قطبی مغناطیسی است که سبب می شود انرژی الکترون ها در حضور میدان مغناطیسی تغییر کرده و در نتیجه تراز های انرژی اتم نیز تغییر می کنند و همین مساله منجر به تغییر طیف اتم ها در حضور میدان مغناطیسی می شود. اما گودسمیت و اولن بک به نکته مهم دیگری هم در مورد اسپین الکترون پی بردند. آنها دریافتند که بردار اسپین الکترون ها برخلاف ذرات کلاسیک نمی تواند در هر امتداد دلخواهی قرار گیرد بلکه آنها همانند فرفره های اسرار آمیزی هستند که محور چرخش آنها تنها می تواند در امتداد های خاصی در فضا قرار بگیرد. بدین ترتیب مشخص شد که اسپین الکترون ها هم مثل بسیاری دیگر از پدیده ها، کمیتی کوانتومی و ناپیوسته است.

کشف اسپین کواتومی الکترون ها به خوبی توانست نتایج مرموز آزمایش دیگری را نیز که چند سال پیش تر توسط دو فیزیک دان آلمانی به نام های اتو اشترن و والتر گرلاخ در دانشگاه فرانکفورت صورت گرفته بود توضیح دهد. این فیزیکدان در آزمایش خود (که به آزمایش اشترن- گرلاخ شهرت یافت) باریکه ای از اتم های نقره را از یک میدان مغناطیسی غیر همگن عبور دادند. انتظار این بود که اتم ها به واسطه گشتاور مغناطیسی خود که جهت های تصادفی مختلفی داشتند، پس از عبور از میدان مغناطیسی به طور تصادفی منحرف شده و در نتیجه با توزیع یکنواختی به آشکار ساز مقابل خود برخورد کنند؛ اما در کمال شگفتی اتم ها یا فقط به مقدار مشخصی به سوی بالا منحرف می شدند یا به سوی پایین! پش از کشف ویژگی کوانتومی اسپین الکترون ها مشخص شد از آنجایی که اتم های نقره یک الکترون منفرد در لایه آخر اتمی خود دارند و با توجه به کوانتومی بودن اسپین الکترون- که تنها می تواند در دو امتداد مختلف به میدان مغناطیسی قرار گیرد- بنابراین اتم های نقره پس از عبور از میدان مغناطیسی غیر همگن فقط یا مقداری به بالا منحرف می شوند یا به پایین و حالت بینابینی مابین این دو وجود ندارد. بعد ها با کشف ذرات زیر اتمی دیگر نظیر پروتون، نوترون، میون و ... مشخص شد که ویژگی کوانتومی اسپین منحصر به الکترون ها نیست و تمامی ذرات زیر اتمی اسپین کوانتومی دارند. با پیشرفت فیزیک کوانتومی طی دهه های بعد فیزیک دان ها توانستند با استفاده از این ویژگی کوانتومی ذرات، فناوری های بدیعی نظیر آنالیز مواد با استفاده از تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) تصویر برداری MRI و اسپین ترونیک را توسعه دهند.

اشتراک گذاری:
  • مطالب مرتبط

    

    ارسال مطلب به ایمیل دوستاتون:


    3,598 بازدید

    0 نظر

    درج: 24 دی 1392

    توسط: Soltani
    وضعیت: آفلاین
    گروه کاربری: پشتیبانی سایت

    ارسال دیدگاه (0 مورد)

    نام:*
    ایمیل:*
    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
    سوال: نام پایتخت ایران؟
    پاسخ:*
    در حال حاضر نظری در این مطلب ارسال نشده است.

    دسته بندی مطالب

    آخرین نظرات ارسالی

    elnazzzzz
    دانلود جزوه عربی هف ...
    1397 مهر 02
    عاااللیییی

    شروع کنکور از مهر م ...
    1397 مهر 02
    سلام . عالی بود . لطفا از مطالب مشاوره ای بیشتر بگذارید

    لقمه تاریخ ادبیات
    1397 مهر 02
    سلام خسته نباشین ببخشید تاریخ ادبیات عمومی انسانی رو از کجا تهیه کنم تو سایت ک اصلا نیس ممنون میشمم جواب بدین

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز در صوتی که شما از دانش آموزان نظام قدیم هستیدمی توانید از کتاب تاریخ ادبیات عمومی انسانی استفاده کنید.

    لغت‌نامه زیست کنکو ...
    1397 مهر 02
    سلام ببخشید دوره ای که کنکور دادم حدودا ۴-۵ سال پیش یه کتاب داشتید ترین ها بود اسمش اگر اشتباه نکنم
    قید ها رو آورده بودین بیشترین؛ کمترین؛ اولین و .... هنوز هم این کتاب هست؟

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    مجید جان عنوان دقیق این کتابقید نامه زیست می باشد که در حال حاضر موجود است و می توانید سفارش خودتون رو برای این کتاب ثبت کنید. blush
    مهمان سینا
    فیلم عملکرد ویروس HI ...
    1397 مهر 02
    فیلم بسیار مفیدی بود
    تشکر

    ::روابط عمومی مهروماه::
    blush

    ریاضیات تجربی جامع ...
    1397 مهر 01
    با سلام
    ایا فقط یک نوع کتاب ریاضی برای رشته تجربی پایه یازدهم وجود دارد و ایا منطبق با اخرین تغییرات کتاب است ؟(ویژه کنکور 99)

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز شما برای مطالعه ریاضیات یازدهم تجربی می تونید از کتاب تست ریاضی 2 و یا کتاب لقمه ریاضی 2 و کتاب کار ریاضی 2 استفاده کنید. همه این عناوین مطابق با کتاب درسی و مناسب کنکور 99 هستند.

    آموزش فضایی ریاضی ت ...
    1397 مهر 01
    سلام
    ببخشید میشه تاریخ چاپ کتاب تست دوازدهم رو بگید؟
    به شدت منتظریم

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز شما میتونید برای تست از کتاب ریاضی تجربی جامع استفاده کنید. این کتاب به تازگی به چاپ رسیده است و می تونید سفارش خودتون رو ثبت کنید.

    ریاضیات تجربی جامع ...
    1397 مهر 01
    سلام میخواستم کتاب سفارش بدم چاپ چندم به دستم میرسه؟و اینکه چندتا تست داره کلا توش؟ممنون

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز در این کتاب بیش از 1450 تست وجود دارد و در صورت سفارش شما از فروشگاه اینترنتی آخرین چاپ این کتاب برای شما ارسال خواهد شد blush

    کتاب آموزش و تست حس ...
    1397 مهر 01
    سلام، برای سال تحصیلی 97-98 کی منتشر میشه؟

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز چاپ 97 این کتاب در حال حاضر موجود است . blush
    مهمان زهرا
    دانلود جزوه نکات دس ...
    1397 مهر 01
    smile

    نظرسنجی

    آیا با حذف کنکور موافق هستید؟

    آمار سایت

    کل مطالب: 8246
    کل نظرات: 14563
    کل اعضا: 36126
    جدیدترین عضو: fafa.hamidi
    بازدید امروز: 10639
    بازدید دیروز: 79626 [+16.41 %]
    بازدید کل: 53071306
    بیشترین بازدید: 238175 در 1396.03.01
    اعضای آنلاین: 0 نفر
    افراد مهمان : 38 نفر
    ربات ها : 0 مورد
    در کل: 38 نفر [اطلاعات بیشتر]
    با ما در ارتباط باشید ، منتظر نظرات شما هستیم.
    
    عضویت در خبرنامه ایمیلی :
    برای عضویت در خبرنامه پیامکی، عدد 1 را به 200066479311 پیامک کنید.
    رضایت مندی مشتری
    جشنواره وب و موبایل ایران
    جشنواره وب و موبایل ایران
    جشنواره کتاب مجازی
    برند محبوب مصرف کنندگان
    Copyright © 2010 - 2018 Mehromah.ir