Спин на квантна честичка. Светот е прекрасен

Продажбата на СПИН е метод на продажба развиен од Нил Ракам и опишан во неговата книга со исто име. Методот SPIN стана еден од најкористените. Користејќи го овој метод можете да постигнете многу високи резултати во личната продажба, Нил Ракам успеа да го докаже тоа со спроведување на опсежни истражувања. И покрај фактот што неодамна многумина почнаа да веруваат дека овој метод на продажба станува ирелевантен, речиси сите големи компании ја користат техниката на продажба на SPIN кога обучуваат продавачи.

Што е СПИН продажба

Накратко, SPIN продажбата е начин да се доведе клиентот до купување со поставување одредени прашања едно по едно; вие не го презентирате производот отворено, туку го туркате клиентот самостојно да донесе одлука за купување. Методот SPIN најдобро одговара за таканаречената „долга продажба“, честопати тие вклучуваат продажба на скапи или сложени стоки. Односно, SPIN треба да се користи кога на клиентот не му е лесно да направи избор. Потребата за оваа методологија на продажба се појави пред се поради зголемената конкуренција и заситеноста на пазарот. Клиентот стана попребирлив и искусен и ова бараше поголема флексибилност од продавачите.

Продажната техника SPIN е поделена на следните блокови прашања:

  • СОситуациони прашања (Ситуација)
  • Ппроблематични прашања (проблем)
  • Ипривлечни прашања (Импликација)
  • Нводечки прашања (Потребна е исплата)

Вреди да се забележи веднаш дека продажбата на SPIN е доста трудоинтензивна. Поентата е дека за да ја примените оваа техника во пракса, треба многу добро да го познавате производот, да имате добро искуство во продажбата на овој производ, самата таква продажба одзема многу време од продавачот. Затоа, продажбата на SPIN не треба да се користи во масовниот сегмент, на пример во, бидејќи ако куповната цена е ниска, а побарувачката за производот е веќе висока, тогаш нема смисла да се троши многу време на долга комуникација со клиентот, подобро е да потрошите време на рекламирање и.

Продажбата на SPIN се заснова на фактот дека клиентот, кога директно нуди производ од продавачот, често вклучува одбранбен механизам на одбивање. Купувачите се прилично уморни од тоа постојано да им се продава нешто и да реагираат негативно на самиот факт на понудата. Иако самиот производ може да биде потребен, само во моментот на презентација клиентот мисли дека не му треба производот, туку затоа му се нуди? Употребата на продажната техника SPIN го принудува клиентот да донесе независна одлука за купување, односно клиентот дури и не разбира дека неговото мислење се контролира со поставување на правилни прашања.

SPIN продажна техника

Продажната техника SPIN е модел на продажба кој се базира не само на, туку и на нивниот. Со други зборови, за успешно користење на оваа техника на продажба, продавачот мора да може да ги постави вистинските прашања. За почеток, ајде да ја разгледаме секоја група прашања за техниката за продажба на SPIN одделно:

Ситуациони прашања

Овој тип на прашања е потребен за целосно да се идентификуваат неговите примарни интереси. Целта на ситуационите прашања е да се дознае искуството на клиентот за користење на производот што ќе го продадете, неговите преференции и за кои цели ќе се користи. По правило, потребни се околу 5 отворени прашања и неколку прашања за појаснување. Врз основа на резултатите од овој блок прашања, треба да го ослободите клиентот и да го поставите за комуникација, поради што вреди да се обрне внимание на отворените прашања, како и користењето. Дополнително, мора да ги соберете сите потребни информации за да поставите проблематични прашања со цел ефективно да ги идентификувате клучните потреби што вреди да се користат. Како по правило, блокот на ситуациони прашања трае најдолго. Кога ќе ги добиете потребните информации од клиентот, треба да преминете на проблематични прашања.

Проблематични прашања

Со поставување на проблематични прашања, мора да го привлечете вниманието на клиентот на проблемот. Важно е во фазата на ситуациони прашања да се разбере што е важно за клиентот. На пример, ако клиентот секогаш зборува за пари, тогаш би било логично да поставувате проблематични прашања во врска со парите: „Дали сте задоволни од цената што ја плаќате сега?

Ако не сте се одлучиле за вашите потреби и не знаете кои проблематични прашања да ги поставите. Треба да имате голем број подготвени, стандардни прашања кои се однесуваат на различни тешкотии со кои може да се соочи клиентот. Вашата главна цел е да го идентификувате проблемот и главната работа е тоа што е важно за клиентот. На пример: клиентот може да признае дека преплатува за услугите на компанијата што ја користи сега, но не се грижи за ова, бидејќи квалитетот на услугите му е важен, а не цената.

Сондирање прашања

Овој тип на прашања има за цел да утврди колку овој проблем е важен за него, и што ќе се случи ако не се реши сега. Со извлекување прашања треба да му биде јасно на клиентот дека со решавање на тековниот проблем, тој ќе има корист.

Тешкотијата со прашањата за извлекување е што тие не можат да се разгледаат однапред, за разлика од другите. Се разбира, со искуство, ќе развиете базен од вакви прашања и ќе научите да ги користите во зависност од ситуацијата. Но, на почетокот, многу продавачи кои го совладаат СПИН продавањето имаат потешкотии да поставуваат такви прашања.

Суштината на прашањата за предизвикување е да се воспостави за клиентот истражна врска помеѓу проблемот и неговото решение. Уште еднаш, би сакал да забележам дека во продажбата на SPIN, не можете да му кажете на клиентот: „нашиот производ ќе го реши вашиот проблем“. Мора да го формулирате прашањето така што како одговор самиот клиент ќе каже дека ќе му се помогне да го реши проблемот.

Водечки прашања

Водечките прашања треба да ви помогнат; во оваа фаза, клиентот треба да ви ги каже сите придобивки што ќе ги добие од вашиот производ. Водечките прашања може да се споредат со позитивен начин за затворање трансакција, само што продавачот не ги сумира сите придобивки што ќе ги добие клиентот, туку обратно.

Значи, ајде целосно да се апстрахираме и да заборавиме на сите класични дефиниции. Бидејќи со игла е концепт единствен за квантниот свет. Ајде да се обидеме да откриеме што е тоа.

Повеќе корисни информации за студентите има во нашата телеграма.

Вртење и аголен моментум

Спин(од англиски спин– ротира) – внатрешниот аголен момент на елементарна честичка.

Сега да се потсетиме што е аголниот моментум во класичната механика.

Моментуме физичка величина која го карактеризира ротационото движење, поточно, количината на ротационо движење.

Во класичната механика, аголниот моментум се дефинира како векторски производ на импулсот на честичката и неговиот вектор на радиус:

По аналогија со класичната механика спинја карактеризира ротацијата на честичките. Тие се претставени во форма на врвови кои ротираат околу оската. Ако честичката има полнеж, тогаш, кога ротира, создава магнетен момент и е еден вид магнет.

Сепак, оваа ротација не може да се толкува класично. Сите честички, покрај спинот, имаат надворешен или орбитален аголен моментум, што ја карактеризира ротацијата на честичката во однос на одредена точка. На пример, кога честичката се движи по кружна патека (електрон околу јадрото).


Спинот е сопствен аголен моментум , односно, ја карактеризира внатрешната ротациона состојба на честичката без оглед на надворешниот орбитален аголен моментум. При што спинот не зависи од надворешните движења на честичката .

Невозможно е да се замисли што се ротира внатре во честичката. Сепак, останува фактот дека за наелектризираните честички со спротивно насочени вртења, траекториите на движење во магнетното поле ќе бидат различни.

Спин квантен број

За да се карактеризира спинот во квантната физика, беше воведен спин квантен број.

Спин квантен број е еден од квантните броеви својствени за честичките. Честопати спин квантниот број едноставно се нарекува спин. Сепак, треба да се разбере дека спинот на честичката (во смисла на сопствениот аголен момент) и спин квантниот број не се иста работа. Бројот на вртење се означува со буквата Ј и зема голем број дискретни вредности, а самата вредност на спин е пропорционална со намалената Планкова константа:

Бозони и фермиони

Различни честички имаат различен број на центрифугирање. Значи, главната разлика е во тоа што некои имаат цел спин, додека други имаат полуцел број. Честичките со спин со цел број се нарекуваат бозони, а полуцелите се нарекуваат фермиони.

Бозоните се покоруваат на статистиката на Бозе-Ајнштајн, а фермионите се покоруваат на статистиката на Ферми-Дирак. Во ансамблот на честички што се состои од бозони, кој било број од нив може да биде во иста состојба. Со фермиони, спротивното е точно - присуството на два идентични фермиони во еден систем на честички е невозможно.


Бозони: фотон, глуон, Хигсов бозон. - во посебна статија.

Фермиони: електрон, лептон, кварк

Ајде да се обидеме да замислиме како се разликуваат честичките со различни броеви на вртење користејќи примери од макрокосмосот. Ако спинот на објектот е нула, тогаш тој може да се претстави како точка. Од сите страни, како и да го ротирате овој објект, ќе биде исто. Со вртење од 1, ротирањето на објектот за 360 степени го враќа во состојба идентична на неговата првобитна состојба.

На пример, молив наострен од едната страна. Вртење од 2 може да се замисли како молив наострен од двете страни - кога ќе ротираме таков молив за 180 степени, нема да забележиме никакви промени. Но, спин со половина цел број еднаков на 1/2 е претставен со објект, за да го вратите во првобитната состојба треба да направите револуција од 720 степени. Пример би била точка која се движи по лентата Мобиус.


Значи, спин- квантна карактеристика на елементарните честички, која служи за опишување на нивната внатрешна ротација, аголниот моментум на честичката, независно од нејзините надворешни движења.

Се надеваме дека брзо ќе ја совладате оваа теорија и ќе можете да го примените знаењето во пракса доколку е потребно. Па, ако проблемот со квантната механика се испостави дека е премногу тежок или не можете да го направите тоа, не заборавајте за студентската служба, чии специјалисти се подготвени да дојдат на помош. Имајќи предвид дека самиот Ричард Фајнман рече дека „никој целосно не ја разбира квантната физика“, сосема е природно да се обратиме до искусни специјалисти за помош!

Л3 -12

Спин на електрони. Спин квантен број.За време на класичното орбитално движење, електронот има магнетен момент. Покрај тоа, класичниот однос на магнетниот момент со механичкиот момент е важен

, (1) каде И – магнетски и механички момент, соодветно. Квантната механика води до сличен резултат. Бидејќи проекцијата на орбиталниот момент до одредена насока може да има само дискретни вредности, истото важи и за магнетниот момент. Затоа, проекцијата на магнетниот момент на насоката на векторот Б за дадена вредност на орбиталниот квантен број лможе да земе вредности

Каде
- т.н Бор магнетон.

О. Стерн и В. Герлах извршиле директни мерења на магнетните моменти во нивните експерименти. Откриле дека тесен зрак од атоми на водород, за кој се знае дека е во с-состојба, во нерамномерно магнетно поле се дели на два зраци. Во оваа состојба, аголниот моментум, а со тоа и магнетниот момент на електронот, е нула. Така, магнетното поле не треба да влијае на движењето на атомите на водород, т.е. не треба да има разделување.

За да го објаснат овој и други појави, Гаудсмит и Уленбек ја изнесоа претпоставката дека електронот има свој аголен моментум , не се поврзани со движењето на електронот во вселената. Овој сопствен момент беше наречен спин.

Првично се претпоставуваше дека спинот се должи на ротацијата на електронот околу неговата оска. Според овие идеи, односот (1) мора да биде задоволен за односот на магнетните и механичките моменти. Експериментално беше утврдено дека овој однос е всушност двојно поголем од орбиталните моменти

. Поради оваа причина, идејата за електрон како ротирачка топка се покажува како неодржлива. Во квантната механика, спинот на електронот (и сите други микрочестички) се смета за внатрешно вродено својство на електронот, слично на неговиот полнеж и маса.

Големината на внатрешниот аголен моментум на микрочестичката се одредува во квантната механика користејќи спин квантен бројс(за електрони
)

. Проекцијата на центрифугата кон дадена насока може да добие квантизирани вредности кои се разликуваат една од друга по . За електрон

Каде квантен број на магнетен спин.

За целосно да се опише електронот во атомот, затоа е неопходно да се специфицира, заедно со главниот, орбиталниот и магнетниот квантен број, магнетниот спин квантен број.

Идентитетот на честичките.Во класичната механика, идентичните честички (да речеме, електроните), и покрај идентитетот на нивните физички својства, може да се означат со нумерирање, и во оваа смисла честичките може да се сметаат за разликувачки. Во квантната механика ситуацијата радикално се менува. Концептот на траекторија го губи своето значење и, следствено, како што се движат честичките, тие се заплеткуваат. Ова значи дека е невозможно да се каже кои од првично означените електрони завршиле во која точка.

Така, во квантната механика, идентичните честички целосно ја губат својата индивидуалност и стануваат неразлични. Ова е изјава или, како што велат, принцип на неразличностидентичните честички имаат важни последици.

Размислете за систем кој се состои од две идентични честички. Поради нивниот идентитет, состојбите на системот добиени една од друга со преуредување на двете честички мора да бидат физички целосно еквивалентни. На јазикот на квантната механика тоа значи дека

Каде ,– множества од просторни и спин координати на првата и втората честичка. Како резултат на тоа, можни се два случаи

Така, брановата функција е или симетрична (не се менува кога честичките се преуредуваат) или антисиметрична (т.е. го менува знакот кога се преуредуваат). И двата случаи се јавуваат во природата.

Релативистичката квантна механика утврдува дека симетријата или антисиметријата на брановите функции се одредува со спинот на честичките. Честичките со спин од половина цел број (електрони, протони, неутрони) се опишани со антисиметрични бранови функции. Таквите честички се нарекуваат фермиони, и се вели дека ја почитуваат статистиката на Ферми-Дирак. Честичките со нула или целоброен спин (како што се фотоните) се опишани со симетрични бранови функции. Овие честички се нарекуваат бозони, и се вели дека ја почитуваат статистиката на Бозе-Ајнштајн. Сложените честички (на пример, атомски јадра) кои се состојат од непарен број фермиони се фермиони (вкупниот спин е половина цел број), а оние што се состојат од парен број се бозони (вкупниот спин е цел број).

Принципот на Паули. Атомски школки.Ако идентичните честички имаат исти квантни броеви, тогаш нивната бранова функција е симетрична во однос на пермутацијата на честичките. Следи дека два фермиони вклучени во овој систем не можат да бидат во исти состојби, бидејќи за фермионите брановата функција мора да биде антисиметрична.

Од оваа позиција следува Принципот на исклучување на Паули: Сите два фермиони не можат да бидат во иста состојба во исто време.

Состојбата на електронот во атомот се одредува со множество од четири квантни броеви:

главен n(
,

орбитален л(
),

магнетни (
),

магнетно вртење (
).

Распределбата на електроните во атомот според состојби се покорува на принципот на Паули, затоа два електрони лоцирани во атом се разликуваат во вредностите на најмалку еден квантен број.

Одредена вредност nодговара различни состојби кои се разликуваат лИ . Бидејќи може да земе само две вредности (
), тогаш максималниот број на електрони во состојби со дадена n, ќе бидат еднакви
. Збирка на електрони во мултиелектронски атом кои имаат ист квантен број n, повикан електронска обвивка. Во секој електроните се распределуваат според подшколки, што одговара на ова л. Максимален број на електрони во подобвивка со дадена леднакви
. Ознаките на обвивките, како и распределбата на електроните низ обвивките и подобвивките се претставени во табелата.

Менделеев периодичен систем на елементи.Принципот на Паули може да се користи за објаснување на Периодниот систем на елементи. Хемиските и некои физички својства на елементите се одредени од нивните надворешни валентни електрони. Затоа, периодичноста на својствата на хемиските елементи е директно поврзана со природата на полнењето на електронските обвивки во атомот.

Елементите во табелата се разликуваат едни од други по полнењето на јадрото и бројот на електрони. Кога се префрлате на соседен елемент, вториот се зголемува за еден. Електроните ги исполнуваат нивоата така што енергијата на атомот е минимална.

Во мултиелектронскиот атом, секој поединечен електрон се движи во поле кое се разликува од Кулоновото поле. Ова води до фактот дека дегенерацијата во орбиталниот импулс е отстранета
. Покрај тоа, со зголемување лнивоата на енергија со истото nсе зголемува. Кога бројот на електрони е мал, разликата во енергијата со различни ли идентични nне толку голема како меѓу државите со различни n. Затоа, електроните прво ги пополнуваат обвивките со помали n, почнувајќи со сподшколки, сукцесивно се движат кон поголеми вредности л.

Единствениот електрон од атомот на водород е во состојба 1 с. Двата електрони на атомот He се во состојба 1 ссо антипаралелни ориентации на центрифугирање. Филот завршува на атомот на хелиум К-школки, што одговара на крајот на периодот I од периодниот систем.

Третиот електрон од атомот на Li ( З3) зазема најниска слободна енергетска состојба со n2 ( Л-школка), т.е. 2 с- држава. Бидејќи е послаб од другите електрони врзан за јадрото на атомот, тој ги одредува оптичките и хемиските својства на атомот. Процесот на полнење на електрони во вториот период не е нарушен. Периодот завршува со неон, кој Л- лушпата е целосно наполнета.

Во третиот период започнува полнењето М- школки. Единаесеттиот електрон од првиот елемент од даден период Na( З11) ја зазема најниската слободна состојба 3 с. 3с-електронот е единствениот валентен електрон. Во овој поглед, оптичките и хемиските својства на натриумот се слични на оние на литиумот. Елементите по натриумот имаат нормално пополнување на нивните подшколки 3 си 3 стр.

За прв пат, повреда на вообичаената низа на нивоа на полнење се јавува на К( З19). Неговиот деветнаесетти електрон би требало да заземе 3 г-состојба во М-школка. За оваа општа конфигурација, подшколка 4 сИзлегува дека е енергетски понизок од подшколка 3 г. Во врска со ова, кога целото полнење на лушпата М е нецелосно, започнува полнењето на лушпата N. Во оптичка и хемиска смисла, атомот K е сличен на атомите Li и Na. Сите овие елементи имаат валентен електрон внатре с-состојба.

Со слични отстапувања од вообичаената низа, повторени од време на време, се градат електронските нивоа на сите атоми. Во овој случај, слични конфигурации на надворешни (валентни) електрони периодично се повторуваат (на пример, 1 с, 2с, 3ситн.), што ја одредува повторливоста на хемиските и оптичките својства на атомите.

Спектри на Х-зраци.Најчестиот извор на зрачење со Х-зраци е рендгенска цевка, во која електроните силно забрзани од електричното поле ја бомбардираат анодата. Кога електроните се забавуваат, се создаваат рендгенски зраци. Спектралниот состав на зрачењето со Х-зраци е суперпозиција на континуиран спектар ограничен на страната со кратка бранова должина со гранична должина
, и линиски спектар - збирка на поединечни линии наспроти позадината на континуиран спектар.

Континуираниот спектар се должи на емисијата на електрони при нивното забавување. Затоа му викаат bremsstrahlung зрачење. Максималната енергија на квантот bremsstrahlung одговара на случајот кога целата кинетичка енергија на електронот се претвора во енергија на фотон на Х-зраци, т.е.

, Каде У– забрзување на потенцијалната разлика на рендгенската цевка. Оттука и крајната бранова должина. (2) Со мерење на границата на кратки бранови на bremsstrahlung, може да се одреди Планковата константа. Од сите методи за определување Овој метод се смета за најточен.

При доволно висока електронска енергија, се појавуваат поединечни остри линии против позадината на континуиран спектар. Линискиот спектар се одредува само од анодниот материјал, па ова зрачење се нарекува карактеристично зрачење.

Карактеристичните спектри се значително едноставни. Тие се состојат од неколку серии, означени со букви К,Л,М, НИ О. Секоја серија содржи мал број линии, означени по редослед на зголемување на фреквенцијата со индексите , , ... (
,,, …;,,, … итн.). Спектрите на различни елементи имаат сличен карактер. Како што се зголемува атомскиот број Зцелиот спектар на Х-зраци е целосно префрлен во регионот со кратка бранова должина без промена на неговата структура (сл.). Ова се објаснува со фактот дека спектрите на Х-зраци произлегуваат од транзиции на внатрешни електрони, кои се слични за различни атоми.

Дијаграмот за појавата на спектрите на Х-зраци е прикажан на сл. Побудувањето на атомот се состои од отстранување на еден од внатрешните електрони. Ако еден од двата електрони избега К-слој, тогаш испразнетиот простор може да биде окупиран од електрон од некој надворешен слој ( Л,М,Нитн.). Во овој случај, се јавува К- серија. Слично се појавуваат и други серии, забележани, сепак, само за тешки елементи. Серии Кнужно придружено со остатокот од серијата, бидејќи кога се емитуваат нејзините линии, нивоата во слоевите се ослободуваат Л,Митн., кои пак ќе бидат исполнети со електрони од повисоките слоеви.

Додека ги проучувал спектрите на Х-зраците на елементите, Г. Мозели воспоставил врска наречена Мозелевиот закон

, (3) каде е фреквенцијата на карактеристичната линија на зрачење на Х-зраци, Р- Рајдберг константа,
(дефинира серии на рентген),
(ја дефинира линијата на соодветната серија),  – заштитна константа.

Мозелевиот закон дозволува прецизно да се одреди атомскиот број на даден елемент од измерената бранова должина на линиите на Х-зраци; овој закон одигра голема улога во поставувањето на елементите во периодниот систем.

На Мозелевиот закон може да му се даде едноставно објаснување. Линиите со фреквенции (3) се појавуваат за време на транзицијата на електрон лоциран во полето за полнење
, од ниво со број nдо ниво со број м. Заштитната константа произлегува од заштитата на јадрото Зедруги електрони. Неговото значење зависи од линијата. На пример, за
- линии
а законот на Мозел ќе биде напишан во формата

.

Комуникација во молекулите. Молекуларни спектри.Постојат два вида врски помеѓу атомите во молекулата: јонски и ковалентни врски.

Јонска врска.Ако два неутрални атоми постепено се приближуваат еден до друг, тогаш во случај на јонска врска доаѓа моментот кога надворешниот електрон на еден од атомите претпочита да се приклучи на другиот атом. Атомот што изгубил електрон се однесува како честичка со позитивен полнеж д, а атомот што добил дополнителен електрон е како честичка со негативен полнеж д. Пример за молекула со јонска врска е HCl, LiF, итн.

Ковалентна врска.Друг вообичаен тип на молекуларна врска е ковалентна врска (на пример, во молекулите H 2 , O 2 , CO). Формирањето на ковалентна врска вклучува два валентни електрони на соседните атоми со спротивно насочени спинови. Како резултат на специфичното квантно движење на електроните помеѓу атомите, се формира електронски облак, кој предизвикува привлекување на атомите.

Молекуларни спектрипокомплексен од атомските спектри, бидејќи покрај движењето на електроните во однос на јадрата во молекулата, осцилаторнидвижење на јадрата (заедно со внатрешните електрони што ги опкружуваат) околу рамнотежните позиции и ротационенмолекуларни движења.

Молекуларните спектри произлегуваат од квантните транзиции помеѓу енергетските нивоа
И
молекули според односот

, Каде
– енергија на емитиран или апсорбиран фреквентен квант. Со Рамановото расејување на светлината
е еднаква на разликата помеѓу енергиите на инцидентот и расеаните фотони.

Електронските, вибрационите и ротационите движења на молекулите одговараат на енергијата
,
И
. Вкупна енергија на молекулата Еможе да се претстави како збир на овие енергии

, и по редослед на големина, каде м- електронска маса, М- молекуларна маса (
). Оттука
. Енергија
eV,
eV,
eV.

Според законите на квантната механика, овие енергии земаат само квантизирани вредности. Дијаграмот на нивоата на енергија на диатомската молекула е прикажан на сл. (на пример, се разгледуваат само две електронски нивоа - прикажани со дебели линии). Електронските нивоа на енергија се далеку едни од други. Нивоата на вибрации се наоѓаат многу поблиску еден до друг, а нивоата на ротациона енергија се наоѓаат уште поблиску еден до друг.

Типичните молекуларни спектри се шарени, во форма на збирка ленти со различна ширина во UV, видливите и IR регионите на спектарот.

Во овој поглед, тие зборуваат за цел или половина цел број спин на честичка.

Постоењето на спин во систем на идентични честички кои содејствуваат е причина за нов квантно механички феномен кој нема аналогија во класичната механика, размена на интеракција.

Спин-векторот е единствената величина што ја карактеризира ориентацијата на честичката во квантната механика. Од оваа позиција произлегува дека: при нула спин, честичката не може да има никакви векторски или тензорски карактеристики; векторските својства на честичките можат да се опишат само со аксијални вектори; честичките можат да имаат магнетни диполни моменти и не можат да имаат електрични диполни моменти; честичките можат да имаат електричен четириполен момент и не можат да имаат магнетен четириполен момент; Ненулти четириполен момент е можен само за честички со спин не помал од единство.

Импулсот на вртење на електрон или друга елементарна честичка, уникатно одвоен од орбиталниот импулс, никогаш не може да се одреди преку експерименти на кои е применлив класичниот концепт на траекторијата на честичките.

Бројот на компоненти на брановата функција која опишува елементарна честичка во квантната механика се зголемува со спинот на елементарната честичка. Елементарните честички со спин се опишани со еднокомпонентна бранова функција (скаларна), со спин 1 2 (\displaystyle (\frac (1)(2)))се опишуваат со двокомпонентна бранова функција (спинор), со спин 1 (\displaystyle 1)се опишани со четирикомпонентна бранова функција (вектор), со спин 2 (\displaystyle 2)се опишани со шесткомпонентна бранова функција (тензор).

Што е спин - со примери

Иако терминот „спин“ се однесува само на квантните својства на честичките, својствата на некои макроскопски системи со циклично дејство може да се опишат и со одреден број што покажува на колку делови треба да се подели циклусот на ротација на одреден елемент од системот. за да се врати во состојба која не се разликува од почетната.

Лесно е да се замисли вртење еднакво на 0: ова е поентата - таа изгледа исто од сите страни, без разлика како ќе го исечете.

Пример вртење еднакво на 1, повеќето обични предмети можат да служат без никаква симетрија: ако таков објект се ротира 360 степени, тогаш оваа ставка ќе се врати во првобитната состојба. На пример, можете да ставите пенкало на масата и откако ќе го завртите за 360°, пенкалото повторно ќе лежи на ист начин како и пред ротацијата.

Како пример вртење еднакво на 2може да земете кој било предмет со една оска на централна симетрија: ако го ротирате за 180 степени, тој нема да се разликува од првобитната положба, а во една целосна ротација не се разликува од првобитната положба 2 пати. Пример од животот би бил обичен молив, само заострен од двете страни или воопшто не наострен - главната работа е што е без натписи и монохроматски - а потоа по вртење за 180° ќе се врати во положба што не се разликува од првобитната. . Хокинг користеше обична карта за играње како крал или кралица како пример.

Но со половина целина спин еднакво 1 / 2 малку покомплицирано: излегува дека системот се враќа во првобитната положба по 2 целосни вртежи, односно по ротација од 720 степени. Примери:

  • Ако земете лента Möbius и замислите дека мравка лази по неа, тогаш, откако направила едно вртење (преминувајќи 360 степени), мравката ќе заврши на истата точка, но од другата страна на листот и ќе се врати. до точка каде што започна, ќе мора да оди до крај 720 степени.
  • четиритактен мотор со внатрешно согорување. Кога коленестото вратило се ротира за 360 степени, клипот ќе се врати во првобитната положба (на пример, горниот мртов центар), но брегастата осовина се ротира 2 пати побавно и ќе направи целосна револуција кога коленестото вратило ќе се ротира за 720 степени. Односно, кога коленестото вратило ќе се заврти 2 вртежи, моторот со внатрешно согорување ќе се врати во истата состојба. Во овој случај, третото мерење ќе биде положбата на брегаста осовина.

Примери како овие може да го илустрираат додавањето на вртења:

  • Два идентични моливи наострени само од едната страна („вртењето“ на секој е 1), прицврстени со нивните страни така што остриот крај на едниот е веднаш до тапиот крај на другиот (↓). Таквиот систем ќе се врати во неразлична состојба од почетната состојба кога ќе се ротира само 180 степени, односно „вртењето“ на системот станува еднакво на два.
  • Повеќецилиндричен четиритактен мотор со внатрешно согорување („вртењето“ на секој цилиндар е еднакво на 1/2). Ако сите цилиндри работат на ист начин, тогаш условите во кои клипот се наоѓа на почетокот на моќниот удар во кој било од цилиндрите нема да се разликуваат. Следствено, моторот со два цилиндри ќе се враќа во состојба што не се разликува од оригиналот на секои 360 степени (вкупно „вртење“ - 1), мотор со четири цилиндри - по 180 степени („вртење“ - 2), осум цилиндричен мотор - по 90 степени („вртење“ - 4 ).

Својства на вртење

Секоја честичка може да има два вида аголен импулс: орбитален аголен моментум и спин.

За разлика од орбиталниот аголен импулс, кој се генерира од движењето на честичката во вселената, спинот не е поврзан со движењето во просторот. Спинот е внатрешна, исклучиво квантна карактеристика која не може да се објасни во рамките на релативистичката механика. Ако замислиме една честичка (на пример, електрон) како ротирачка топка и се врти како вртежен момент поврзан со оваа ротација, тогаш излегува дека попречната брзина на обвивката на честичките мора да биде поголема од брзината на светлината, што е неприфатливо од позиција на релативизам.

Како една од манифестациите на аголниот моментум, спинот во квантната механика е опишан од векторскиот спин оператор s → ^ , (\displaystyle (\hat (\vec (s))),)алгебрата на чии компоненти целосно се совпаѓа со алгебрата на операторите на орбиталниот аголен импулс ℓ → ^ . (\displaystyle (\hat (\vec (\ell ))).)Меѓутоа, за разлика од орбиталниот аголен моментум, спин операторот не се изразува во однос на класичните променливи, со други зборови, тој е само квантна големина. Последица на ова е фактот што спинот (и неговите проекции на која било оска) може да земе не само цели, туку и полуцели вредности (во единици на Дирак константата ħ ).

Спинот доживува квантни флуктуации. Како резултат на квантните флуктуации, само една спин компонента може да има строго дефинирана вредност, на пример. Во овој случај, компонентите J x, J y (\приказ J_(x),J_(y))флуктуираат околу просечната вредност. Максимална можна вредност на компонентата J z (\displaystyle J_(z))еднакви J (\displaystyle J). Во исто време плоштадот J 2 (\displaystyle J^(2))вкупниот вектор на спин е еднаков на J (J + 1) (\стил на приказ J(J+1)). Така J x 2 + J y 2 = J 2 − J z 2 ⩾ J (\displaystyle J_(x)^(2)+J_(y)^(2)=J^(2)-J_(z)^(2 )\geqslant J). На J = 1 2 (\displaystyle J=(\frac (1)(2)))коренските средни квадратни вредности на сите компоненти поради флуктуации се еднакви J x 2 ^ = J y 2 ^ = J z 2 ^ = 1 4 (\displaystyle (\widehat (J_(x)^(2))=(\widehat (J_(y)^(2)))= (\widehat (J_(z)^(2)))=(\frac (1)(4))).

Векторот на спин ја менува својата насока за време на трансформацијата на Лоренц. Оската на оваа ротација е нормална на моментумот на честичката и релативната брзина на референтните системи.

Примери

Вртењата на некои микрочестички се прикажани подолу.

спин заедничко име за честички примери
0 скаларни честички π мезони, К мезони, Хигсов бозон, 4 He атоми и јадра, парни јадра, парапозитрониум
1/2 спинор честички електрон, кваркови, мион, тау лептон, неутрино, протон, неутрон, 3 атоми на He и јадра
1 векторски честички фотон, глуон, W и Z бозони, векторски мезони, ортопозитрониум
3/2 спин векторски честички Ω-хиперон, Δ-резонанции
2 тензорски честички гравитон, тензорски мезони

Од јули 2004 година, барионската резонанца Δ(2950) со спин од 15/2 има максимален спин меѓу познатите бариони. Вртењето на стабилните јадра не може да надмине 9 2 ℏ (\displaystyle (\frac (9)(2))\hbar ) .

Приказна

Самиот термин „спин“ беше воведен во науката од С. Гаудсмит и Д. Уленбек во 1925 година.

Математички, теоријата на спин се покажа како многу транспарентна, а подоцна, по аналогија со неа, беше конструирана теоријата за изоспин.

Спин и магнетен момент

И покрај фактот дека спинот не е поврзан со вистинската ротација на честичката, тој сепак генерира одреден магнетен момент, што значи дека доведува до дополнителна (во споредба со класичната електродинамика) интеракција со магнетното поле. Односот на големината на магнетниот момент до големината на спинот се нарекува жиромагнетен однос и, за разлика од орбиталниот аголен момент, тој не е еднаков на магнетонот ( μ 0 (\стил на приказ \mu _(0))):

μ → ^ = g ⋅ μ 0 s → ^ . (\displaystyle (\hat (\vec (\mu )))=g\cdot \mu _(0)(\hat (\vec (s))).)

Мултипликаторот воведен овде еповикани е-фактор на честички; значењето на ова е-факторите за различни елементарни честички активно се проучуваат во физиката на честички.

Спин и статистика

Поради фактот што сите елементарни честички од ист тип се идентични, брановата функција на систем од неколку идентични честички мора да биде или симетрична (т.е. не се менува) или антисиметрична (помножена со -1) во однос на размената од кои било две честички. Во првиот случај, се вели дека честичките се покоруваат на статистиката на Бозе-Ајнштајн и се нарекуваат бозони. Во вториот случај, честичките се опишани со статистиката на Ферми-Дирак и се нарекуваат фермиони.

Излегува дека вредноста на спинот на честичката ни кажува какви ќе бидат овие својства на симетрија. Теоремата за спин-статистичка теорема формулирана од Волфганг Паули во 1940 година вели дека честичките со целоброен спин ( с= 0, 1, 2, ...) се бозони и честички со спин од половина цел број ( с= 1/2, 3/2, ...) - фермиони.

Генерализација на спинот

Воведувањето на спин беше успешна примена на нова физичка идеја: постулација дека постои простор на состојби кои на никаков начин не се поврзани со движењето на честичката во обичниот

Спротивно на популарното верување, спинот е чисто квантен феномен. Покрај тоа, спинот нема никаква врска со „ротацијата на честичката“ околу себе.

За правилно да разбереме што е спин, прво да разбереме што е честичка. Од теоријата на квантното поле знаеме дека честичките се оние од одреден тип на возбудување на примарната состојба (вакуум) кои имаат одредени својства. Особено, некои од овие возбудувања имаат маса што многу нè потсетува на традиционалната маса од Њутновите закони. Некои од овие возбудувања имаат не-нула полнеж, што е многу слично на полнежот од законите на Кулон.

Покрај својствата што имаат свои аналози во класичната физика (маса, полнеж), излегува (во експериментите) дека овие возбудувања мора да имаат уште едно својство што нема апсолутно никакви аналози во класичната физика. Пак ќе го нагласам ова: НЕМА аналози (ова НЕ е ротација на честички). За време на пресметките, се покажа дека овој спин не е скаларна карактеристика на честичката, како маса или полнеж, туку друга (не вектор).

Излегува дека спинот е внатрешна карактеристика на таквото возбудување, кое по своите математички својства (закон за трансформација, на пример) е многу слично на квантниот момент.

Потоа продолжи и понатаму. Се покажа дека својствата на таквите возбудувања, нивните бранови функции, многу зависат од големината на овој спин. Така, честичка со спин 0 (на пример, Хигсовиот бозон) може да се опише со еднокомпонентна бранова функција, а за честичка со спин 1/2 мора да има двокомпонентна функција (векторска функција) што одговара на проекција на спинот на дадена 1/2 или -1/2 оска. Исто така, се покажа дека спинот со себе носи фундаментална разлика помеѓу честичките. Така, за честички со цел број спин (0, 1, 2), важи законот за распределба на Бозе-Ајнштајн, кој дозволува онолку честички колку што сакате да бидат во една квантна состојба. И за честички со спин од половина цел број (1/2, 3/2), поради принципот на исклучување на Паули, функционира распределбата на Ферми-Дирак, која забранува две честички да бидат во иста квантна состојба. Благодарение на второто, атомите имаат Борови нивоа, поради тоа, можни се врски и, според тоа, можен е живот.

Ова значи дека спинот ги специфицира карактеристиките на честичката и како таа се однесува при интеракција со други честички. Фотонот има спин еднаков на 1 и многу фотони можат да бидат многу блиску еден до друг и да не комуницираат еден со друг, или фотони со глуони, бидејќи и вторите имаат спин = 1 итн. А електроните со спин 1/2 ќе се одвратат (како што учат во училиште - од -, + од +.) Дали добро разбрав?

И уште едно прашање: што го дава спинот на самата честичка или зошто постои спинот? Ако спинот го опишува однесувањето на честичките, тогаш што опишува и овозможува самиот спин (било какви бозони (вклучувајќи ги и оние што постојат хипотетички) или таканаречени жици)?