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:


    3,205 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


    لقمه زیست دهم
    1396 بهمن 28
    سلام‌خسته‌نباشید؛
    کتاب‌لقمۀ زیــست واقعاً یه شاهکاره!! heart_eyes
    در مجموع کتابهای انتشارات‌مهروماه به خصوص لقمه هاش فوق‌العاده هستند فقط یه مشکلی داره اینه که دیر به دیر کتابهاشو منتشــر میکنه! pensive
    ولــــی در کل کار مهروماه بیستــــه‌بیســتِ!!

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز خوشحالیم که با ما همراه هستید blush

    عربی جامع کنکور‌ (ا ...
    1396 بهمن 28
    سلام خسته نباشید این قرعه کشی که گفتین هرکی بیشتر از ده هزار تومن خرید کنه امتیاز میگیره(تا ۱۶اسفند) میخاستم بپرسم از کجا باید بفهمیم امتیازمون چنده؟

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز با مراجعه به پنل کاربری خودتون در فروشگاه اینترنتی در قسمت سوابق میتونید میزان امتیاز های خودتون رو ببنید.
    جای حرفی باقی نزاشت.خیلی عااالی kissing_heart

    جمع‌بندی زبان انگل ...
    1396 بهمن 28
    سلام وخسته نباشید
    لطفا کتاب جمع بندی زبان و فیزیک تجربی را تا آخر بهمن موجود کنید بنده چندروزه قصد خرید دارم ولی موجود نیست.ممنون
    فروشگاه های مهروماه هم تخفیف 30 درصدی دارند تا آخر بهمن یا خیر فقط مخصوص سایته؟
    ممنون از کتابهای خوبتون
    باتشکر

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    دوست عزیز تخفیف 30% مخصوص فروشگاه اینترنتی مهروماه میباشد البته ممکنه نمایندگی هم باشه که به صورت مستقل تخفیف دارند و کتاب رو با تخفیف ارائه میدن. blush
    سلام کتاب معجزه واسه ریاضی تجربی نمیاد؟

    معمای چوب کبریت
    1396 بهمن 27
    5+4=9

    امتحانوفِن ریاضی 2 ...
    1396 بهمن 27
    از همين بخش كتاب مشخصه كه خيلي كتاب خوبيه سطح علميش عاليه باتشكر از انتشارات و مولفان خوب كتاب

    ::روابط عمومی مهروماه::
    blush
    مهمان درسا
    معجزه‌ی فیزیک کنکو ...
    1396 بهمن 27
    سلام
    تو این کتاب تکنیک های تست هم گفته شده؟برای یازدهم قابل استفاده هست؟

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    در این کتاب به آموزش 18 قانون طلایی برای یافتن گزینه درست در آزمون ها پزداخته شده.
    دوستان خوبه پایه دهم و یازدم باید از کتاب های متناسب با پایه تحصیلی خودشون استفاده کنند.
    مهمان الناز
    آموزش و تست زیست 1 پ ...
    1396 بهمن 27
    بگین تا عید میاد یا نه؟َ
    اگه نمیاد تا ما یه تصمیم دیگه بگیریم!!!!!


    واژگان زبان یازدهم
    1396 بهمن 27
    ممنون خیلی خوبه blush درضمن اگه با پست سفلرش بدیم چند روزه میرسه کتابا به مشهد؟؟.

    ::روابط عمومی مهروماه::
    سلام
    مهدیس جان 5 تا 7 روز کاری زمان میبره تا بسته به دستتون برسه.

    نظرسنجی

    آیا با حذف کنکور موافق هستید؟

    آمار سایت

    کل مطالب: 5618
    کل نظرات: 12114
    کل اعضا: 34761
    جدیدترین عضو: ftm-azl
    بازدید امروز: 45053
    بازدید دیروز: 53404 [+7.31 %]
    بازدید کل: 47110504
    بیشترین بازدید: 238175 در 1396.03.01
    اعضای آنلاین: 1 نفر
    افراد مهمان : 86 نفر
    ربات ها : 2 مورد
    در کل: 89 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 شماره 300072120 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