Putaran zarah kuantum. Dunia ini indah

Jualan SPIN ialah kaedah jualan yang dibangunkan oleh Neil Rackham dan diterangkan dalam bukunya dengan nama yang sama. Kaedah SPIN telah menjadi salah satu yang paling banyak digunakan. Menggunakan kaedah ini anda boleh mencapai hasil yang sangat tinggi dalam jualan peribadi, Neil Rackham dapat membuktikannya dengan menjalankan penyelidikan yang meluas. Dan walaupun pada hakikatnya baru-baru ini ramai yang mula percaya bahawa kaedah jualan ini menjadi tidak relevan, hampir semua syarikat besar menggunakan teknik jualan SPIN apabila melatih jurujual.

Apakah jualan SPIN

Ringkasnya, jualan SPIN ialah satu cara untuk membawa pelanggan kepada pembelian dengan bertanya soalan tertentu satu demi satu anda tidak membentangkan produk secara terbuka, sebaliknya mendorong pelanggan untuk membuat keputusan secara bebas untuk membuat pembelian. Kaedah SPIN paling sesuai untuk apa yang dipanggil "jualan panjang", selalunya ini termasuk jualan barangan mahal atau kompleks. Maksudnya, SPIN harus digunakan apabila pelanggan tidak mudah membuat pilihan. Keperluan untuk metodologi jualan ini timbul terutamanya disebabkan oleh peningkatan persaingan dan ketepuan pasaran. Pelanggan telah menjadi lebih arif dan berpengalaman dan ini memerlukan lebih fleksibiliti daripada penjual.

Teknik jualan SPIN dibahagikan kepada blok soalan berikut:

  • DENGAN soalan situasi (Situasi)
  • P isu bermasalah (Masalah)
  • DAN soalan yang menarik (Implikasi)
  • N soalan panduan (Keperluan bayaran)

Perlu diingat dengan segera bahawa jualan SPIN agak intensif buruh. Maksudnya ialah untuk mempraktikkan teknik ini, anda perlu mengetahui produk dengan baik, mempunyai pengalaman yang baik dalam menjual produk ini, jualan sedemikian itu sendiri mengambil banyak masa dari penjual. Oleh itu, jualan SPIN tidak boleh digunakan dalam segmen massa, contohnya dalam, kerana jika harga pembelian rendah dan permintaan untuk produk sudah tinggi, maka tidak ada gunanya menghabiskan banyak masa untuk komunikasi yang lama dengan pelanggan, adalah lebih baik untuk meluangkan masa untuk pengiklanan dan.

Jualan SPIN adalah berdasarkan fakta bahawa pelanggan, apabila menawarkan produk secara langsung oleh penjual, selalunya termasuk mekanisme pertahanan penafian. Pembeli agak bosan kerana sentiasa menjual sesuatu dan bertindak balas secara negatif terhadap fakta tawaran itu. Walaupun produk itu sendiri mungkin diperlukan, cuma pada masa pembentangan pelanggan tidak fikir dia memerlukan produk itu, tetapi itulah sebabnya dia ditawarkan? Penggunaan teknik jualan SPIN memaksa pelanggan membuat keputusan pembelian secara bebas, iaitu pelanggan tidak faham pendapatnya dikawal dengan bertanyakan soalan yang betul.

Teknik jualan SPIN

Teknik jualan SPIN adalah model jualan berdasarkan bukan sahaja pada, tetapi pada mereka. Dalam erti kata lain, untuk berjaya menggunakan teknik jualan ini, penjual mesti boleh bertanya soalan yang betul. Sebagai permulaan, mari kita lihat setiap kumpulan soalan teknik jualan SPIN secara berasingan:

Soalan situasi

Soalan jenis ini diperlukan untuk mengenal pasti minat utamanya sepenuhnya. Tujuan soalan situasi adalah untuk mengetahui pengalaman pelanggan menggunakan produk yang akan anda jual, pilihannya dan untuk tujuan apa ia akan digunakan. Sebagai peraturan, kira-kira 5 soalan terbuka dan beberapa soalan penjelasan diperlukan. Berdasarkan keputusan blok soalan ini, anda harus membebaskan pelanggan dan menetapkannya untuk komunikasi, itulah sebabnya ia patut memberi perhatian kepada soalan terbuka, serta menggunakan. Selain itu, anda mesti mengumpul semua maklumat yang diperlukan untuk mengemukakan soalan bermasalah untuk mengenal pasti keperluan utama yang patut digunakan dengan berkesan. Sebagai peraturan, blok soalan situasi mengambil masa yang paling lama. Apabila anda telah menerima maklumat yang diperlukan daripada pelanggan, anda perlu beralih kepada isu bermasalah.

Isu bermasalah

Dengan mengemukakan soalan yang bermasalah, anda mesti menarik perhatian pelanggan kepada masalah tersebut. Adalah penting pada peringkat soalan situasi untuk memahami perkara yang penting kepada klien. Sebagai contoh, jika pelanggan sentiasa bercakap tentang wang, maka adalah logik untuk bertanya soalan bermasalah mengenai wang: "Adakah anda berpuas hati dengan harga yang anda bayar sekarang?"

Jika anda belum memutuskan keperluan anda dan tidak tahu soalan yang bermasalah untuk ditanya. Anda perlu mempunyai beberapa soalan standard yang disediakan yang menangani pelbagai kesukaran yang mungkin dihadapi oleh pelanggan. Matlamat utama anda adalah untuk mengenal pasti masalah dan perkara utama ialah ia penting kepada pelanggan. Sebagai contoh: pelanggan mungkin mengakui bahawa dia membayar lebih untuk perkhidmatan syarikat yang dia gunakan sekarang, tetapi dia tidak mengambil berat tentang perkara ini, kerana kualiti perkhidmatan adalah penting baginya, bukan harga.

Soalan Menyiasat

Soalan jenis ini bertujuan untuk menentukan betapa pentingnya masalah ini untuknya, dan apa yang akan berlaku jika ia tidak diselesaikan sekarang. Soalan ekstraktif harus menjelaskan kepada klien bahawa dengan menyelesaikan masalah semasa, dia akan mendapat manfaat.

Kesukaran dengan soalan elisitasi ialah mereka tidak boleh difikirkan terlebih dahulu, tidak seperti yang lain. Sudah tentu, dengan pengalaman, anda akan membangunkan kumpulan soalan sedemikian, dan anda akan belajar menggunakannya bergantung pada situasi. Tetapi pada mulanya, ramai penjual yang menguasai jualan SPIN mengalami kesukaran untuk bertanya soalan sedemikian.

Intipati soalan elisitasi adalah untuk mewujudkan untuk klien hubungan penyiasatan antara masalah dan penyelesaiannya. Sekali lagi, saya ingin ambil perhatian bahawa dalam jualan SPIN, anda tidak boleh memberitahu pelanggan: "produk kami akan menyelesaikan masalah anda." Anda mesti merumuskan soalan supaya sebagai tindak balas pelanggan sendiri mengatakan bahawa dia akan dibantu untuk menyelesaikan masalah.

Soalan Panduan

Soalan panduan harus membantu anda; pada peringkat ini, pelanggan harus memberitahu anda semua manfaat yang dia akan terima daripada produk anda. Soalan panduan boleh dibandingkan dengan cara positif untuk menutup transaksi, hanya penjual tidak meringkaskan semua faedah yang akan diterima oleh pelanggan, tetapi sebaliknya.

Jadi, mari kita abstrak sepenuhnya dan lupakan sebarang definisi klasik. Kerana dengan pin adalah konsep yang unik kepada dunia kuantum. Mari cuba fikirkan apa itu.

Maklumat yang lebih berguna untuk pelajar ada dalam telegram kami.

Putaran dan momentum sudut

Pusing(dari bahasa Inggeris berputar– berputar) – momentum sudut intrinsik bagi zarah asas.

Sekarang mari kita ingat apakah momentum sudut dalam mekanik klasik.

Momentum ialah kuantiti fizik yang mencirikan gerakan putaran, lebih tepat lagi, jumlah gerakan putaran.

Dalam mekanik klasik, momentum sudut ditakrifkan sebagai hasil vektor bagi momentum zarah dan vektor jejarinya:

Dengan analogi dengan mekanik klasik berputar mencirikan putaran zarah. Mereka diwakili dalam bentuk gasing berputar mengelilingi paksi. Jika zarah mempunyai cas, maka, apabila berputar, ia mencipta momen magnet dan merupakan sejenis magnet.

Walau bagaimanapun, putaran ini tidak boleh ditafsirkan secara klasik. Semua zarah, sebagai tambahan kepada putaran, mempunyai momentum sudut luar atau orbit, yang mencirikan putaran zarah berbanding beberapa titik. Contohnya, apabila zarah bergerak di sepanjang laluan bulat (elektron mengelilingi nukleus).


Putaran ialah momentum sudutnya sendiri , iaitu, mencirikan keadaan putaran dalaman zarah tanpa mengira momentum sudut orbital luar. Di mana putaran tidak bergantung pada pergerakan luar zarah .

Adalah mustahil untuk membayangkan apa yang berputar di dalam zarah. Walau bagaimanapun, hakikatnya tetap bahawa untuk zarah bercas dengan putaran berlawanan arah, trajektori gerakan dalam medan magnet akan berbeza.

Putar nombor kuantum

Untuk mencirikan putaran dalam fizik kuantum, ia diperkenalkan nombor kuantum putaran.

Nombor kuantum putaran ialah salah satu nombor kuantum yang wujud dalam zarah. Selalunya nombor kuantum putaran hanya dipanggil putaran. Walau bagaimanapun, perlu difahami bahawa putaran zarah (dalam erti kata momentum sudutnya sendiri) dan nombor kuantum putaran bukanlah perkara yang sama. Nombor putaran dilambangkan dengan huruf J dan mengambil beberapa nilai diskret, dan nilai putaran itu sendiri adalah berkadar dengan pemalar Planck yang dikurangkan:

Boson dan fermion

Zarah yang berbeza mempunyai nombor putaran yang berbeza. Jadi, perbezaan utama ialah sesetengahnya mempunyai putaran keseluruhan, manakala yang lain mempunyai separuh integer. Zarah dengan putaran integer dipanggil boson, dan yang separuh integer dipanggil fermion.

Boson mematuhi statistik Bose-Einstein, dan fermion mematuhi statistik Fermi-Dirac. Dalam ensembel zarah yang terdiri daripada boson, sebarang bilangan daripadanya boleh berada dalam keadaan yang sama. Dengan fermion, sebaliknya adalah benar - kehadiran dua fermion yang sama dalam satu sistem zarah adalah mustahil.


Boson: foton, gluon, Higgs boson. - dalam artikel berasingan.

Fermion: elektron, lepton, quark

Mari cuba bayangkan bagaimana zarah dengan nombor putaran berbeza berbeza menggunakan contoh dari makrokosmos. Jika putaran objek adalah sifar, maka ia boleh diwakili sebagai titik. Dari semua pihak, tidak kira bagaimana anda memutarkan objek ini, ia akan tetap sama. Dengan putaran 1, memutar objek 360 darjah mengembalikannya kepada keadaan yang sama dengan keadaan asalnya.

Sebagai contoh, pensel diasah pada satu sisi. Putaran 2 boleh dibayangkan sebagai pensel yang diasah pada kedua-dua belah - apabila kita memutar pensel sedemikian 180 darjah, kita tidak akan melihat sebarang perubahan. Tetapi putaran separuh integer bersamaan dengan 1/2 diwakili oleh objek, untuk mengembalikannya ke keadaan asalnya, anda perlu membuat revolusi 720 darjah. Contohnya ialah titik yang bergerak di sepanjang jalur Mobius.


Jadi, berputar- ciri kuantum zarah asas, yang berfungsi untuk menggambarkan putaran dalamannya, momentum sudut zarah, bebas daripada pergerakan luarannya.

Kami berharap anda akan menguasai teori ini dengan cepat dan dapat mengaplikasikan pengetahuan dalam amalan jika perlu. Nah, jika masalah mekanik kuantum ternyata terlalu sukar atau anda tidak dapat melakukannya, jangan lupa tentang perkhidmatan pelajar, yang pakarnya bersedia untuk datang untuk menyelamatkan. Memandangkan Richard Feynman sendiri berkata bahawa "tiada sesiapa yang memahami fizik kuantum sepenuhnya," adalah wajar untuk meminta bantuan pakar berpengalaman!

L3 -12

Putaran elektron. Putar nombor kuantum. Semasa gerakan orbital klasik, elektron mempunyai momen magnet. Selain itu, nisbah klasik momen magnetik kepada momen mekanikal adalah penting

, (1) di mana Dan – momen magnet dan mekanikal, masing-masing. Mekanik kuantum membawa kepada hasil yang sama. Oleh kerana unjuran momen orbit ke arah tertentu hanya boleh mengambil nilai diskret, perkara yang sama berlaku untuk momen magnetik. Oleh itu, unjuran momen magnet ke arah vektor B untuk nilai tertentu bagi nombor kuantum orbital l boleh mengambil nilai

di mana
- kononnya Bohr magneton.

O. Stern dan W. Gerlach menjalankan pengukuran langsung momen magnet dalam eksperimen mereka. Mereka mendapati bahawa rasuk sempit atom hidrogen, yang diketahui berada di dalam s-keadaan, dalam medan magnet yang tidak seragam ia berpecah kepada dua rasuk. Dalam keadaan ini, momentum sudut, dan dengannya momen magnet elektron, adalah sifar. Oleh itu, medan magnet tidak boleh menjejaskan pergerakan atom hidrogen, i.e. tidak sepatutnya berlaku perpecahan.

Untuk menjelaskan ini dan fenomena lain, Goudsmit dan Uhlenbeck mengemukakan andaian bahawa elektron mempunyai momentum sudutnya sendiri. , tidak berkaitan dengan pergerakan elektron di angkasa. Detik ini dipanggil berputar.

Pada mulanya diandaikan bahawa putaran disebabkan oleh putaran elektron di sekeliling paksinya. Menurut idea-idea ini, hubungan (1) mesti dipenuhi untuk nisbah momen magnet dan mekanikal. Secara eksperimen telah ditetapkan bahawa nisbah ini sebenarnya dua kali lebih besar daripada momen orbit

. Atas sebab ini, idea elektron sebagai bola berputar ternyata tidak dapat dipertahankan. Dalam mekanik kuantum, putaran elektron (dan semua zarah mikro lain) dianggap sebagai sifat bawaan dalaman elektron, serupa dengan cas dan jisimnya.

Magnitud momentum sudut intrinsik bagi zarah mikro ditentukan dalam mekanik kuantum menggunakan nombor kuantum putarans(untuk elektron
)

. Unjuran putaran ke arah tertentu boleh mengambil nilai terkuantisasi yang berbeza antara satu sama lain dengan . Untuk sebuah elektron

di mana nombor kuantum putaran magnetik.

Untuk menerangkan sepenuhnya elektron dalam atom, adalah perlu untuk menentukan, bersama dengan nombor kuantum utama, orbital dan magnet, nombor kuantum putaran magnetik.

Identiti zarah. Dalam mekanik klasik, zarah yang sama (katakan, elektron), walaupun identiti sifat fizikalnya, boleh ditandakan dengan penomboran, dan dalam pengertian ini zarah boleh dianggap boleh dibezakan. Dalam mekanik kuantum keadaan berubah secara radikal. Konsep trajektori kehilangan maknanya, dan, akibatnya, apabila zarah bergerak, mereka menjadi terjerat. Ini bermakna bahawa adalah mustahil untuk memberitahu yang mana antara elektron yang dilabelkan pada mulanya berakhir pada titik mana.

Oleh itu, dalam mekanik kuantum, zarah yang sama benar-benar kehilangan keperibadian mereka dan menjadi tidak dapat dibezakan. Ini adalah kenyataan atau, seperti yang mereka katakan, prinsip tidak dapat dibezakan zarah yang sama mempunyai akibat penting.

Pertimbangkan sistem yang terdiri daripada dua zarah yang sama. Disebabkan identiti mereka, keadaan sistem yang diperolehi antara satu sama lain dengan menyusun semula kedua-dua zarah mestilah setara sepenuhnya secara fizikal. Dalam bahasa mekanik kuantum ini bermakna bahawa

di mana ,– set koordinat ruang dan putaran bagi zarah pertama dan kedua. Akibatnya, dua kes mungkin berlaku

Oleh itu, fungsi gelombang adalah sama ada simetri (tidak berubah apabila zarah disusun semula) atau antisimetri (iaitu, perubahan tanda apabila disusun semula). Kedua-dua kes ini berlaku secara semula jadi.

Mekanik kuantum relativistik menetapkan bahawa simetri atau antisimetri fungsi gelombang ditentukan oleh putaran zarah. Zarah dengan putaran separuh integer (elektron, proton, neutron) diterangkan oleh fungsi gelombang antisimetri. Zarah sedemikian dipanggil fermion, dan dikatakan mematuhi statistik Fermi-Dirac. Zarah dengan putaran sifar atau integer (seperti foton) diterangkan oleh fungsi gelombang simetri. Zarah ini dipanggil boson, dan dikatakan mematuhi statistik Bose-Einstein. Zarah kompleks (contohnya, nukleus atom) yang terdiri daripada bilangan fermion ganjil ialah fermion (jumlah putaran ialah separuh integer), dan yang terdiri daripada nombor genap ialah boson (jumlah putaran ialah integer).

prinsip Pauli. Cengkerang atom. Jika zarah yang sama mempunyai nombor kuantum yang sama, maka fungsi gelombangnya adalah simetri berkenaan dengan pilih atur zarah. Ia berikutan bahawa dua fermion yang termasuk dalam sistem ini tidak boleh berada dalam keadaan yang sama, kerana untuk fermion fungsi gelombang mestilah antisimetri.

Dari kedudukan ini ia mengikuti Prinsip pengecualian Pauli: Mana-mana dua fermion tidak boleh berada dalam keadaan yang sama pada masa yang sama.

Keadaan elektron dalam atom ditentukan oleh satu set empat nombor kuantum:

utama n(
,

orbital l(
),

magnetik (
),

putaran magnet (
).

Pengagihan elektron dalam atom mengikut keadaan mematuhi prinsip Pauli, oleh itu dua elektron yang terletak dalam atom berbeza dalam nilai sekurang-kurangnya satu nombor kuantum.

Nilai tertentu n sepadan pelbagai negeri yang berbeza l Dan . Kerana hanya boleh mengambil dua nilai (
), maka bilangan maksimum elektron dalam keadaan dengan diberi n, akan sama
. Pengumpulan elektron dalam atom berbilang elektron yang mempunyai nombor kuantum yang sama n, dipanggil kulit elektron. Dalam setiap elektron diedarkan mengikut subkulit, sepadan dengan ini l. Bilangan maksimum elektron dalam subkulit dengan diberi l sama
. Penamaan cangkang, serta pengedaran elektron merentasi cangkerang dan subkulit dibentangkan dalam jadual.

Jadual unsur berkala Mendeleev. Prinsip Pauli boleh digunakan untuk menerangkan Jadual Berkala Unsur. Sifat kimia dan beberapa sifat fizikal unsur ditentukan oleh elektron valens luarnya. Oleh itu, keberkalaan sifat unsur kimia secara langsung berkaitan dengan sifat pengisian kulit elektron dalam atom.

Unsur-unsur dalam jadual berbeza antara satu sama lain dalam cas nukleus dan bilangan elektron. Apabila beralih ke elemen jiran, yang terakhir meningkat sebanyak satu. Elektron mengisi tahap supaya tenaga atom adalah minimum.

Dalam atom berbilang elektron, setiap elektron individu bergerak dalam medan yang berbeza daripada medan Coulomb. Ini membawa kepada fakta bahawa kemerosotan dalam momentum orbital dikeluarkan
. Lebih-lebih lagi, dengan peningkatan l tahap tenaga dengan yang sama n bertambah. Apabila bilangan elektron kecil, perbezaan tenaga dengan berbeza l dan serupa n tidak sehebat antara negeri dengan berbeza n. Oleh itu, elektron mula-mula mengisi petala yang lebih kecil n, bermula dengan s subkulit, berturut-turut bergerak ke nilai yang lebih besar l.

Satu-satunya elektron atom hidrogen berada dalam keadaan 1 s. Kedua-dua elektron atom He berada dalam keadaan 1 s dengan orientasi putaran antiselari. Pengisian berakhir pada atom helium K-cangkang, yang sepadan dengan akhir tempoh I jadual berkala.

Elektron ketiga atom Li( Z3)menduduki keadaan tenaga bebas terendah dengan n2 ( L-cangkang), i.e. 2 s-negeri. Oleh kerana ia terikat lebih lemah daripada elektron lain pada nukleus atom, ia menentukan sifat optik dan kimia atom. Proses pengisian elektron dalam tempoh kedua tidak terganggu. Tempoh berakhir dengan neon, yang L- cangkerang terisi sepenuhnya.

Dalam tempoh ketiga, pengisian bermula M-cengkerang. Elektron kesebelas unsur pertama bagi tempoh tertentu Na( Z11) menduduki keadaan bebas terendah 3 s. 3s-elektron ialah satu-satunya elektron valens. Dalam hal ini, sifat optik dan kimia natrium adalah serupa dengan litium. Unsur-unsur berikut natrium mempunyai subkulitnya terisi secara normal 3 s dan 3 hlm.

Buat pertama kalinya, pelanggaran urutan biasa tahap pengisian berlaku pada K( Z19). Elektron kesembilan belasnya perlu menduduki 3 d-nyatakan dalam cangkerang M. Untuk konfigurasi umum ini, subkulit 4 s ternyata lebih rendah secara bertenaga daripada subkulit 3 d. Dalam hubungan ini, apabila keseluruhan pengisian shell M tidak lengkap, pengisian shell N bermula. Dalam istilah optik dan kimia, atom K adalah serupa dengan atom Li dan Na. Semua unsur ini mempunyai elektron valens dalam s-keadaan.

Dengan sisihan yang serupa dari urutan biasa, diulang dari semasa ke semasa, tahap elektronik semua atom dibina. Dalam kes ini, konfigurasi elektron luar (valens) serupa diulang secara berkala (contohnya, 1 s, 2s, 3s dsb.), yang menentukan kebolehulangan sifat kimia dan optik atom.

Spektrum sinar-X. Sumber sinaran sinar-X yang paling biasa ialah tiub sinar-X, di mana elektron dipercepatkan sangat oleh medan elektrik mengebom anod. Apabila elektron menyahpecutan, sinar-X terhasil. Komposisi spektrum sinaran sinar-X ialah superposisi spektrum berterusan terhad pada sisi panjang gelombang pendek dengan panjang sempadan
, dan spektrum garis - koleksi garis individu dengan latar belakang spektrum berterusan.

Spektrum berterusan adalah disebabkan oleh pelepasan elektron semasa nyahpecutannya. Itulah sebabnya mereka memanggilnya sinaran bremsstrahlung. Tenaga maksimum kuantum bremsstrahlung sepadan dengan kes apabila seluruh tenaga kinetik elektron ditukar kepada tenaga foton sinar-X, i.e.

, Di mana U– mempercepatkan beza keupayaan tiub sinar-X. Oleh itu panjang gelombang cutoff. (2) Dengan mengukur had gelombang pendek bremsstrahlung, seseorang boleh menentukan pemalar Planck. Daripada semua kaedah untuk menentukan Kaedah ini dianggap paling tepat.

Pada tenaga elektron yang cukup tinggi, garis tajam individu muncul dengan latar belakang spektrum berterusan. Spektrum garis ditentukan hanya oleh bahan anod, jadi sinaran ini dipanggil sinaran ciri.

Spektrum ciri adalah nyata mudah. Mereka terdiri daripada beberapa siri, yang ditetapkan oleh surat K,L,M, N Dan O. Setiap siri mengandungi sebilangan kecil baris, ditetapkan mengikut urutan peningkatan kekerapan oleh indeks , , ... (
,,, …;,,, … dan lain-lain.). Spektrum unsur yang berbeza mempunyai watak yang serupa. Apabila nombor atom bertambah Z keseluruhan spektrum sinar-X dialihkan sepenuhnya ke kawasan gelombang pendek tanpa mengubah strukturnya (Gamb.). Ini dijelaskan oleh fakta bahawa spektrum sinar-X timbul daripada peralihan elektron dalaman, yang serupa untuk atom yang berbeza.

Gambar rajah untuk penampilan spektrum sinar-X ditunjukkan dalam Rajah. Pengujaan atom terdiri daripada penyingkiran salah satu elektron dalaman. Jika salah satu daripada dua elektron terlepas K-lapisan, maka ruang kosong boleh diduduki oleh elektron dari beberapa lapisan luar ( L,M,N dan lain-lain.). Dalam kes ini, timbul K-siri. Siri lain timbul sama, diperhatikan, bagaimanapun, hanya untuk unsur berat. Siri K semestinya disertakan dengan siri yang lain, kerana apabila garisannya dipancarkan, tahap dalam lapisan dilepaskan L,M dsb., yang seterusnya akan diisi dengan elektron dari lapisan yang lebih tinggi.

Semasa mengkaji spektrum sinar-X unsur, G. Moseley mewujudkan hubungan yang dipanggil undang-undang Moseley

, (3) di mana ialah kekerapan garis sinaran sinar-X ciri, R– pemalar Rydberg,
(mentakrifkan siri x-ray),
(mentakrifkan garisan siri yang sepadan),  – pemalar pelindung.

Hukum Moseley membenarkan seseorang menentukan nombor atom unsur tertentu dengan tepat daripada panjang gelombang garis sinar-X yang diukur; undang-undang ini memainkan peranan yang besar dalam penempatan unsur dalam jadual berkala.

Hukum Moseley boleh diberikan penjelasan yang mudah. Garisan dengan frekuensi (3) timbul semasa peralihan elektron yang terletak dalam medan cas
, dari tahap dengan nombor n ke tahap dengan nombor m. Pemalar pelindung timbul daripada perisai isirong Ze elektron lain. Maksudnya bergantung pada baris. Sebagai contoh, untuk
-garisan
dan undang-undang Moseley akan ditulis dalam bentuk

.

Komunikasi dalam molekul. Spektrum molekul. Terdapat dua jenis ikatan antara atom dalam molekul: ikatan ionik dan kovalen.

Ikatan ionik. Jika dua atom neutral secara beransur-ansur didekatkan antara satu sama lain, maka dalam kes ikatan ionik akan datang satu saat apabila elektron luar salah satu atom lebih suka untuk bergabung dengan atom yang lain. Atom yang telah kehilangan elektron berkelakuan seperti zarah dengan cas positif e, dan atom yang telah memperoleh elektron tambahan adalah seperti zarah dengan cas negatif e. Contoh molekul dengan ikatan ion ialah HCl, LiF, dsb.

Ikatan kovalen. Satu lagi jenis ikatan molekul yang biasa ialah ikatan kovalen (contohnya, dalam molekul H 2 , O 2 , CO). Pembentukan ikatan kovalen melibatkan dua elektron valens atom-atom jiran dengan putaran berlawanan arah. Hasil daripada pergerakan kuantum elektron tertentu antara atom, awan elektron terbentuk, yang menyebabkan tarikan atom.

Spektrum molekul lebih kompleks daripada spektrum atom, kerana sebagai tambahan kepada pergerakan elektron berbanding nukleus dalam molekul, berayun pergerakan nukleus (bersama-sama dengan elektron dalaman yang mengelilinginya) di sekitar kedudukan keseimbangan dan bergilir pergerakan molekul.

Spektrum molekul timbul daripada peralihan kuantum antara tahap tenaga
Dan
molekul mengikut nisbah

, Di mana
– tenaga kuantum frekuensi yang dipancarkan atau diserap. Dengan Raman yang menghamburkan cahaya
adalah sama dengan perbezaan antara tenaga kejadian dan foton bertaburan.

Pergerakan elektronik, getaran dan putaran molekul sepadan dengan tenaga
,
Dan
. Jumlah tenaga molekul E boleh diwakili sebagai jumlah tenaga ini

, dan mengikut urutan magnitud, di mana m- jisim elektron, M– jisim molekul (
). Oleh itu
. Tenaga
eV,
eV,
eV.

Mengikut undang-undang mekanik kuantum, tenaga ini hanya mengambil nilai terkuantisasi. Gambar rajah aras tenaga bagi molekul diatomik ditunjukkan dalam Rajah. (sebagai contoh, hanya dua tahap elektronik dipertimbangkan - ditunjukkan dalam garis tebal). Tahap tenaga elektronik adalah berjauhan antara satu sama lain. Tahap getaran terletak lebih dekat antara satu sama lain, dan tahap tenaga putaran terletak lebih dekat antara satu sama lain.

Spektrum molekul biasa adalah berjalur, dalam bentuk koleksi jalur lebar yang berbeza-beza dalam kawasan UV, boleh dilihat dan IR spektrum.

Dalam hal ini, mereka bercakap tentang putaran keseluruhan atau separuh integer bagi zarah.

Kewujudan putaran dalam sistem zarah berinteraksi yang sama adalah punca fenomena mekanik kuantum baru yang tidak mempunyai analog dalam mekanik klasik, interaksi pertukaran.

Vektor putaran ialah satu-satunya kuantiti yang mencirikan orientasi zarah dalam mekanik kuantum. Daripada kedudukan ini, ia mengikuti bahawa: dengan putaran sifar, zarah tidak boleh mempunyai sebarang ciri vektor atau tensor; sifat vektor zarah hanya boleh diterangkan oleh vektor paksi; zarah boleh mempunyai momen dipol magnet dan tidak boleh mempunyai momen dipol elektrik; zarah boleh mempunyai momen quadrupole elektrik dan tidak boleh mempunyai momen quadrupole magnetik; Momen empat kali ganda bukan sifar hanya mungkin untuk zarah dengan putaran tidak kurang daripada kesatuan.

Momentum putaran elektron atau zarah asas lain, secara unik dipisahkan daripada momentum orbit, tidak boleh ditentukan melalui eksperimen yang konsep klasik trajektori zarah boleh digunakan.

Bilangan komponen fungsi gelombang yang menerangkan zarah asas dalam mekanik kuantum meningkat dengan putaran zarah asas. Zarah asas dengan putaran diterangkan oleh fungsi gelombang satu komponen (skalar), dengan putaran 1 2 (\displaystyle (\frac (1)(2))) diterangkan oleh fungsi gelombang dua komponen (spinor), dengan putaran 1 (\gaya paparan 1) digambarkan oleh fungsi gelombang empat komponen (vektor), dengan putaran 2 (\gaya paparan 2) diterangkan oleh fungsi gelombang enam komponen (tensor).

Apa itu spin - dengan contoh

Walaupun istilah "putaran" hanya merujuk kepada sifat kuantum zarah, sifat beberapa sistem makroskopik yang bertindak secara kitaran juga boleh diterangkan dengan nombor tertentu yang menunjukkan berapa banyak bahagian kitaran putaran unsur tertentu sistem mesti dibahagikan kepada agar ia kembali kepada keadaan yang tidak dapat dibezakan daripada keadaan asal.

Ia mudah untuk dibayangkan putaran sama dengan 0: inilah maksudnya - dia nampak sama dari semua segi, tidak kira bagaimana anda menghirisnya.

Contoh putaran sama dengan 1, kebanyakan objek biasa boleh berfungsi tanpa sebarang simetri: jika objek sedemikian diputar 360 darjah, maka item ini akan kembali kepada keadaan asalnya. Sebagai contoh, anda boleh meletakkan pen di atas meja, dan selepas memusingkannya 360°, pen itu akan berbaring semula dengan cara yang sama seperti sebelum putaran.

Sebagai contoh putaran sama dengan 2 anda boleh mengambil mana-mana objek dengan satu paksi simetri pusat: jika anda memutarkannya 180 darjah, ia akan menjadi tidak dapat dibezakan daripada kedudukan asal, dan dalam satu putaran penuh ia menjadi tidak dapat dibezakan daripada kedudukan asal 2 kali. Contoh dari kehidupan ialah pensil biasa, hanya diasah pada kedua-dua belah atau tidak diasah sama sekali - perkara utama ialah ia tanpa inskripsi dan monokromatik - dan kemudian selepas berpusing 180° ia akan kembali ke kedudukan yang tidak dapat dibezakan dari yang asal. . Hawking menggunakan kad permainan biasa seperti raja atau permaisuri sebagai contoh.

Tetapi dengan separuh keseluruhan putaran sama 1 / 2 sedikit lebih rumit: ternyata sistem kembali ke kedudukan asalnya selepas 2 pusingan penuh, iaitu selepas putaran 720 darjah. Contoh:

  • Jika anda mengambil jalur Möbius dan bayangkan bahawa seekor semut sedang merangkak di sepanjangnya, maka, setelah membuat satu pusingan (melintasi 360 darjah), semut akan berakhir di titik yang sama, tetapi di sisi lain helaian, dan kembali ke titik di mana ia bermula, ia perlu pergi sepanjang jalan 720 darjah.
  • enjin pembakaran dalaman empat lejang. Apabila aci engkol diputar 360 darjah, omboh akan kembali ke kedudukan asalnya (contohnya, pusat mati atas), tetapi aci sesondol berputar 2 kali lebih perlahan dan akan membuat revolusi penuh apabila aci engkol diputar 720 darjah. Iaitu, apabila aci engkol diputar 2 pusingan, enjin pembakaran dalaman akan kembali ke keadaan yang sama. Dalam kes ini, ukuran ketiga ialah kedudukan aci sesondol.

Contoh seperti ini boleh menggambarkan penambahan putaran:

  • Dua pensel yang sama diasah hanya pada satu sisi ("putaran" setiap satu ialah 1), diikat dengan sisinya supaya hujung tajam satu berada di sebelah hujung tumpul yang satu lagi (↓). Sistem sedemikian akan kembali kepada keadaan yang tidak dapat dibezakan daripada keadaan awal apabila diputarkan hanya 180 darjah, iaitu, "putaran" sistem menjadi sama dengan dua.
  • Enjin pembakaran dalaman empat lejang berbilang silinder (“putaran” setiap silinder adalah sama dengan 1/2). Jika semua silinder beroperasi dengan cara yang sama, maka keadaan di mana omboh berada pada permulaan lejang kuasa dalam mana-mana silinder akan tidak dapat dibezakan. Akibatnya, enjin dua silinder akan kembali ke keadaan yang tidak dapat dibezakan daripada yang asal setiap 360 darjah (jumlah "putaran" - 1), enjin empat silinder - selepas 180 darjah ("putaran" - 2), lapan silinder enjin - selepas 90 darjah ("pusing" - 4 ).

Sifat putaran

Mana-mana zarah boleh mempunyai dua jenis momentum sudut: momentum sudut orbit dan putaran.

Tidak seperti momentum sudut orbit, yang dihasilkan oleh gerakan zarah di angkasa, putaran tidak dikaitkan dengan gerakan di angkasa. Putaran ialah ciri dalaman, eksklusif kuantum yang tidak dapat dijelaskan dalam rangka kerja mekanik relativistik. Jika kita membayangkan zarah (sebagai contoh, elektron) sebagai bola berputar, dan berputar sebagai tork yang berkaitan dengan putaran ini, maka ternyata halaju melintang kulit zarah mestilah lebih tinggi daripada kelajuan cahaya, iaitu tidak boleh diterima daripada kedudukan relativisme.

Sebagai salah satu manifestasi momentum sudut, putaran dalam mekanik kuantum diterangkan oleh pengendali putaran vektor s → ^ , (\displaystyle (\hat (\vec (s))),) algebra yang komponennya bertepatan sepenuhnya dengan algebra operator momentum sudut orbit ℓ → ^ . (\displaystyle (\hat (\vec (\ell ))).) Walau bagaimanapun, tidak seperti momentum sudut orbit, pengendali putaran tidak dinyatakan dari segi pembolehubah klasik, dengan kata lain, ia hanya kuantiti kuantum. Akibat daripada ini ialah hakikat bahawa putaran (dan unjurannya ke mana-mana paksi) boleh mengambil bukan sahaja integer, tetapi juga nilai separuh integer (dalam unit pemalar Dirac ħ ).

Putaran mengalami turun naik kuantum. Akibat turun naik kuantum, hanya satu komponen putaran boleh mempunyai nilai yang ditentukan dengan ketat, sebagai contoh. Dalam kes ini, komponen J x , J y (\displaystyle J_(x),J_(y)) turun naik di sekitar nilai purata. Nilai komponen maksimum yang mungkin J z (\displaystyle J_(z)) sama J (\displaystyle J). Pada masa yang sama dataran J 2 (\displaystyle J^(2)) jumlah vektor putaran adalah sama dengan J (J + 1) (\displaystyle J(J+1)). Justeru J x 2 + J y 2 = J 2 − J z 2 ⩾ J (\gaya paparan J_(x)^(2)+J_(y)^(2)=J^(2)-J_(z)^(2 )\geqslant J). Pada J = 1 2 (\displaystyle J=(\frac (1)(2))) nilai kuasa dua purata punca semua komponen akibat turun naik adalah sama 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))).

Vektor putaran menukar arahnya semasa transformasi Lorentz. Paksi putaran ini berserenjang dengan momentum zarah dan halaju relatif sistem rujukan.

Contoh

Putaran beberapa zarah mikro ditunjukkan di bawah.

berputar nama biasa untuk zarah contoh
0 zarah skalar π mesons, K mesons, Higgs boson, 4 Atom dan nukleus He, nukleus genap, parapositronium
1/2 zarah spinor elektron, quark, muon, tau lepton, neutrino, proton, neutron, 3 atom He dan nukleus
1 zarah vektor foton, gluon, boson W dan Z, meson vektor, ortopositronium
3/2 zarah vektor putaran Ω-hiperon, Δ-resonans
2 zarah tensor graviton, meson tensor

Sehingga Julai 2004, resonans baryon Δ(2950) dengan putaran 15/2 mempunyai putaran maksimum antara baryon yang diketahui. Putaran nukleus stabil tidak boleh melebihi 9 2 ℏ (\displaystyle (\frac (9)(2))\hbar ) .

cerita

Istilah "spin" itu sendiri diperkenalkan ke dalam sains oleh S. Goudsmit dan D. Uhlenbeck pada tahun 1925.

Secara matematik, teori putaran ternyata sangat telus, dan kemudian, dengan analogi dengannya, teori isospin telah dibina.

Putaran dan momen magnet

Walaupun fakta bahawa putaran tidak dikaitkan dengan putaran sebenar zarah, namun ia menghasilkan momen magnet tertentu, yang bermaksud ia membawa kepada interaksi tambahan (berbanding dengan elektrodinamik klasik) dengan medan magnet. Nisbah magnitud momen magnetik kepada magnitud putaran dipanggil nisbah gyromagnetik, dan, tidak seperti momentum sudut orbit, ia tidak sama dengan magneton ( μ 0 (\displaystyle \mu _(0))):

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

Pengganda diperkenalkan di sini g dipanggil g-faktor zarah; maksud ini g-faktor bagi pelbagai zarah asas dikaji secara aktif dalam fizik zarah.

Pusingan dan statistik

Disebabkan fakta bahawa semua zarah asas dari jenis yang sama adalah sama, fungsi gelombang sistem beberapa zarah yang sama mestilah sama ada simetri (iaitu, tidak berubah) atau antisimetri (didarab dengan -1) berkenaan dengan pertukaran daripada mana-mana dua zarah. Dalam kes pertama, zarah dikatakan mematuhi statistik Bose–Einstein dan dipanggil boson. Dalam kes kedua, zarah diterangkan oleh statistik Fermi-Dirac dan dipanggil fermion.

Ternyata nilai putaran zarah yang memberitahu kita sifat simetri ini. Teorem statistik putaran yang dirumuskan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1940 menyatakan bahawa zarah dengan putaran integer ( s= 0, 1, 2, …) ialah boson, dan zarah dengan putaran separuh integer ( s= 1/2, 3/2, …) - fermion.

Generalisasi putaran

Pengenalan putaran merupakan aplikasi yang berjaya bagi idea fizikal baharu: postulasi bahawa terdapat ruang keadaan yang sama sekali tidak berkaitan dengan pergerakan zarah dalam keadaan biasa.

Bertentangan dengan kepercayaan popular, putaran adalah fenomena kuantum semata-mata. Selain itu, putaran tidak ada kaitan dengan "putaran zarah" di sekelilingnya.

Untuk memahami dengan betul apa itu putaran, mari kita fahami apa itu zarah. Dari teori medan kuantum kita tahu bahawa zarah adalah jenis pengujaan tertentu keadaan primer (vakum) yang mempunyai sifat tertentu. Khususnya, sesetengah pengujaan ini mempunyai jisim yang mengingatkan kita kepada jisim tradisional dari undang-undang Newton. Sesetengah pengujaan ini mempunyai caj bukan sifar, yang hampir sama dengan caj daripada undang-undang Coulomb.

Sebagai tambahan kepada sifat-sifat yang mempunyai analog mereka dalam fizik klasik (jisim, cas), ternyata (dalam eksperimen) bahawa pengujaan ini mesti mempunyai satu lagi sifat yang sama sekali tidak mempunyai analog dalam fizik klasik. Saya akan menekankan ini sekali lagi: TIADA analog (ini BUKAN putaran zarah). Semasa pengiraan, ternyata putaran ini bukanlah ciri skalar zarah, seperti jisim atau cas, tetapi satu lagi (bukan vektor).

Ternyata putaran adalah ciri dalaman pengujaan sedemikian, yang dalam sifat matematiknya (undang-undang transformasi, misalnya) sangat mirip dengan momen kuantum.

Kemudian kita pergi. Ternyata sifat-sifat pengujaan sedemikian, fungsi gelombangnya, sangat bergantung pada magnitud putaran ini. Oleh itu, zarah dengan putaran 0 (contohnya, boson Higgs) boleh diterangkan oleh fungsi gelombang satu komponen, dan untuk zarah dengan putaran 1/2 mesti ada fungsi dua komponen (fungsi vektor) yang sepadan dengan unjuran putaran pada paksi 1/2 atau -1/2 tertentu. Ternyata putaran juga membawa perbezaan asas antara zarah. Oleh itu, bagi zarah dengan putaran integer (0, 1, 2), undang-undang taburan Bose-Einstein berlaku, yang membenarkan seberapa banyak zarah yang dikehendaki berada dalam satu keadaan kuantum. Dan untuk zarah dengan putaran separuh integer (1/2, 3/2), disebabkan oleh prinsip pengecualian Pauli, taburan Fermi-Dirac beroperasi, yang melarang dua zarah daripada berada dalam keadaan kuantum yang sama. Terima kasih kepada yang terakhir, atom mempunyai tahap Bohr, kerana ini, sambungan mungkin dan, oleh itu, kehidupan mungkin.

Ini bermakna putaran menentukan ciri-ciri zarah dan cara ia berkelakuan apabila berinteraksi dengan zarah lain. Foton mempunyai putaran sama dengan 1 dan banyak foton boleh menjadi sangat rapat antara satu sama lain dan tidak berinteraksi antara satu sama lain, atau foton dengan gluon, kerana foton kedua juga mempunyai putaran = 1, dan seterusnya. Dan elektron dengan putaran 1/2 akan menolak satu sama lain (semasa mereka mengajar di sekolah - dari -, + dari +.) Adakah saya faham dengan betul?

Dan satu lagi soalan: apa yang memberi zarah itu sendiri putaran atau mengapa putaran itu wujud? Jika putaran menerangkan kelakuan zarah, maka apakah yang diterangkan dan dimungkinkan oleh putaran itu sendiri (mana-mana boson (termasuk yang ada secara hipotesis) atau rentetan yang dipanggil)?