Spin kvant soni

Физикада спин квант сони электрон ёки бошқа заррачанинг ички бурчак моментини (ёки спин бурчак моментини ёки оддийгина спини) тавсифловчи квант сонидир (белгиланган $с$ ). У бир хил турдаги барча зарралар учун бир хил қийматга эга, масалан, $с$ =1/2 барча электронларда. Бу фотонлар каби барча бозонлар учун бутун сон ҳамда электронлар ва протонлар каби барча фермионлар учун ярим тоқ-бутун сондир. Белгиланган ўқ бўйлаб спиннинг компоненти спин магнит квант сони билан берилади, шартли равишда ёзилади $м$ _$с$. $м$ _$с$ қиймати спин бурчак импулсининг таркибий қисми бўлиб, камайтирилган Планк доимийси $ħ$ бирликларида, берилган йўналишга параллел равишда (анъанавий равишда $з$ ўқи билан белгиланади). У+ $с$ дан −с гача бўлган қийматларни бутун сонларда қабул қилиши мумкин. Электрон учун $м$ _$с$ ҳам бўлиши мумкин: ++1/2−+1/2

Асосий фикрлар

Квант сонлари атомдаги электрон ҳақида тўлиқ маълумот беради, яъни энергия, жойлашуви, ўлчами, бу орбиталнинг шакли ва йўналиши ва спиннинг йўналиши. Спиннинг йўналиши спин квант сони билан тавсифланади.
Атомдаги электрон нафақат ядро атрофида, балки ўз ўқи атрофида ҳам айланади. Бу рақам ҳар қандай орбиталда мавжуд бўлган электроннинг айланиш йўналиши ҳақида маълумот беради.
Спин бурчак моменти тинч масса ва заряд каби ўзига хос хусусиятдир .
Электроннинг спин квант сонини ўзгартириб бўлмайди.
Спин 2 $с$ + 1 = 2 йўналишда ётиши мумкин.
Ҳар бир субатомик заррача тури 0 га тенг спин квант рақамларига эга:  1 /2, 3 /2 ва бошқалар.
Электрон, протон, нейтроннинг спин қиймати:  1 /2
Ярим бутун қийматга эга бўлган зарралар (спинининг  1 /2, 3 /2 қисми фермионлар деб аталади.
Спинни бутун қиймати бўлган (0, 1, 2…) заррачаларга бозонлар дейилади.

Электроннинг спини

Спин с= - 1 /2; 1 /2 Шредингер-Паули тенгламасининг ечимларида бурчак моменти шу рақамларга мувофиқ квантланади, шунинг учун спин бурчак моментининг катталиги Фаилед то парсе (Ункноwн фунcтион \болд): {\дисплайстйле ||\болд{с} \| = \ҳбар\сқрт{с(с+1)} = \фраc{\сқрт{3}}{2}\ \ҳбар} Водород спектрининг нозик структураси бурчак моментининг з-компоненти учун иккита қийматга мос келадиган дублет сифатида кузатилади, бунда ҳар қандай берилган йўналиш учун $з$ : ${\дисплайстйле с_з = \пм \тфраc{1}{2}\ҳбар}$ . Унинг ечими электрон учун фақат иккита мумкин бўлган $з$ -компонентга эга. Электронда икки хил спин йўналиши баъзан „юқорига“ ёки „пастга“ деб аталади.

Электроннинг спин хусусияти тўртинчи квант сони учун зарур бўлган магнит моментни. Электрон спин магнит моменти қуйидаги формула билан ифодаланади: ${\дисплайстйле \болдсймбол{\му}_с = -\фраc{э}{\ 2м\ }\ г\ \матҳбф{с}}$ бу ерда

э

— электрон заряди

г

— Ланде фактори (Ландé г-фаcтор)\ \му_з = \пм \фраc{1}{2}\ г\ \му_\матҳсф{Б}\

бу ерда Фаилед то парсе (траилинг баcкслаш): {\дисплайстйле \ \му_\матҳсф{Б}\} Бор магнитони ҳисобланади.

Агар атомларда электронлар сони жуфт бўлса, ҳар бир орбитадаги ҳар бир электроннинг спини ўзининг бевосита қўшни(лар)ига қарама-қарши йўналишга эга бўлади. Бироқ, кўпгина атомларда электронларнинг тоқ сони ёки электронлар тартиби мавжуд бўлиб, уларда „юқорига“ ва „пастга“ йўналишлари тенг бўлмаган. Бу атомлар ёки электронлар электрон спин резонансıда аниқланган бўлинмаган спинларга эга дейилади.

Спинни аниқлаш

Водород спектрининг чизиқлари жуда юқори аниқликда текширилганда, улар бир-бирига яқин жойлашган дублетлар эканлиги аниқланади. Ушбу бўлиниш нозик структура деб аталади ва электрон спинининг биринчи экспериментал далилларидан бири эди. Электроннинг ички бурчак моментини бевосита кузатиш Штерн-Герлах тажрибасида намоён бўлди.

Манбалар

эн.wикипедиа.орг
Г.Аҳмедова „Атом физикаси“
К.Кране „Интродуcтион нуcлеар пҳйсиcс“