1、对自旋的认识 06080 杨芳从历史上看，电子自旋先由实验上发现，然后才由狄拉克（Dirac）方程从理论上导出的。钠原子发射光谱D线位置存在靠得很近的双线。1925年乌伦贝克(Uhlenbeck)和古兹密特(Goudsmit)提出了原子光谱精细结构的解释，即电子除了绕原子核运动的轨道角动量外还有内在的角动量。如果把电子描绘成一个带电的球，绕着它的一个直径自旋，就可以看出这样一个内在角动量是如何产生的。因此有了自旋角动量的名称，或更简单地说成是自旋。进一步研究表明，不但电子存在自旋，中子、质子、光子等所有微观粒子都存在自旋，只不过取值不同。自旋和静质量、电荷等物理量一样，也是描述微观粒子固有属性
2、的物理量。然而，电子“自旋”不是一个经典的效应，一个电子绕其一个轴旋转的图象不应当看成是反映了物理真实性。内在角动量是真实的，但是没有一个容易想象的模型可以适当地解释它的起源基于我们在宏观世界的经验中取得的模型，不能希望对微观粒子获得一个适当的理解。除电子外，其他的基本粒子也有“自旋”角动量。1928年狄拉克创立的相对论量子力学中，电子自旋是自然出现的。但在非相对论量子力学中，电子自旋必须作为一个附加的假设引入。电子自旋与轨道角动量的不同之处：电子自旋纯粹是一种量子特征，它没有对应的经典物理量，不能由经典物理量获得其算符。电子自旋虽具有角动量的力学特征，但不能像轨道角动量那样表达成坐标和动量的
3、函数，即电子自旋是电子内部状态的反映，它是描述微观粒子的又一个动力学变量，是继之后的描写电子自身状态的第四个量；电子自旋值不是的整数倍而只能是 /2；电子自旋的回转磁比率是电子轨道运动回转磁比率的两倍。把具有半整数自旋特征（s=1/2或-1/2）的粒子叫着费米子，而把具有整数自旋特征(s=0,1)的粒子叫着玻色子。我们已经证明了等同粒子的波函数有两种可能的情况，对称的和反对称的。实验证据指出对费米子来说，只存在反对称的情形。于是我们又增加了一个量子力学公设：电子体系的函数对交换任意两个电子必须是反对称的。泡利不相容原理：一个轨道上最多只能容纳两个电子，并且这两个电子必须保持自旋相反。泡利排斥原理：自旋相同的电子在空间彼此靠近的几率很小，它们要倾向于彼此分开。洪特规则：电子在能量相同的轨道上分布时，总是尽可能以自旋相同的方向分占不同的轨道，这种排列方式，原子的能量最低，体系较稳定。洪特规则的推论是等价轨道上的电子排布在半充满、全充满、全空的状是比较稳定的。
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