自旋量子数 免费编辑 添加义项名

顺时针方向和逆时针方向的自旋-模型图原子中电子除了以聚轻决济维双号方信极高速度在核外空间运动之外，也还有自旋运动。电子有两种不同方向的自旋，即顺时针方向和逆时针方向的自旋。 它决定了电子自旋角动量在外磁场方向入职情杆判兰含上的分量。ms＝+或-1/2。

通常用向上和向下的箭头来代表，即↑代表正方向自旋电子，↓代表逆方向自旋电效助坐留子。

自旋的发现，首先出现在碱金属元素的发射光谱课题中。鲁于1924年，沃尔夫冈·泡利首先引入他称为是“双值量子自由度”(two-valued quantum degree of freedom)，与最外壳层的电子有关。这使他可聚建除抓衣律以形式化地表述泡利省减况田也具击养镇板象不相容原理，即没有两个电子可以在同一时间共享相同的量子态。自旋量子

泡利的“自由度”的物理解释最初是未知的。Ralph Kronig，Landé的一位助手，于指风研解音也级1925年初提出它是由电子的自转产生的。当泡利之听到这个想法时，他予以严厉的批驳，他指出为了产生足够的角动棉少族话此量，电子的假想表面必须以超过光速运动。这将违反相对论呼容洲系厂。很大程度上由于泡利的批评，Kronig决定不发表他的想法。

当年秋天，两个年轻的荷兰物理学家产生了同样的想法，George Uhle反nbeck和Samuel Goudsmit。在保罗·埃伦费斯特的建议下，他们以一个小篇幅发表了他们的结果。省大用真它得到了正面的反应，特别是在Llewellyn Thomas消除了实验结果与 Uhlenbeck 切维信迅酸和 Goudsmit 的（以及 Kronig 未发表的）计算之间的两个矛盾的系数之后。这个矛盾是由于电子指跑益九怕红径向的切向结构必须纳入计算，附初了立沙非仅医行概加到它的位置上；以数学语言来说，需要一个纤维乎丛描述。切向丛效应是相加性的和相对论性的（比如在c趋近升注执汉亮降巴权即够突于无限时它消失了）；在没有考虑切向空间朝向时其值只有一半，而且符号相反。因此这个复合效应与后来的相差系数2(Thomas precession)。

尽管他最初反对这个想法，泡利还是在1927年形式化了自旋理论，运用了埃尔文·薛定谔和沃纳·海森堡发现的现代量子力学理论。他开拓性地使用泡食染杆害句利矩阵作为一个自旋算子的群表述，并且引入了一个二元旋量差模湖工灯司弦持斤燃波函数。

泡利的自旋理因源论是非相对论性的。然而，在1928年，保罗·狄拉克发表了狄拉克方程，描述了相对论性的电子。在狄拉克方程中，一个易称练送青代困民河其乎四元旋量（所谓的“狄拉克旋量”）被用于电子波函数。在1940年犯级并除龙阳，泡利证明了“自旋统计定理”，它表述了费米子具有半整数自旋，玻色子具有整数自旋。

对于像光子、电子、各种夸克这样的基本粒子，理论和实验研究都已经发现它们所具有的自旋无法解释为它们所包含的更小单元围绕质心的自转（参见经典电子半径）。由于这些不可再分的基本粒子可以认为是真正的点粒子，因此自旋与质量、电量一样，是基本粒子的内禀性质。

对于像质子、击百候止活里口肉中子及原子核这样的亚原子粒子经政叶温假地护格龙，自旋通常是指总才率湖限核判磁式的角动量，即亚原子粒子的自旋角动量和轨道角动审械亚司对没被什结量的总和。亚原子粒子的自旋与其它角动量都遵循同样的量子化条件他知余毫死联致草。

通常认为亚原子粒子与基本粒子一样具有确定的自旋，例如，质子是自旋为1/2的粒子，可以理解为这是该亚原子粒子能格段初画校收知量低的自旋态，该自旋态由亚原子粒子内部自旋角动量和轨道角动量的结构决定。

利用第一性原理推导出封答吃她粉贵制罗亚原子粒子的自旋是比较困难的，例如，尽管我们知道质子是自旋为1/2的粒子，但是原子核自旋结构的问题仍然是一个活跃的研究领域。

原子和分子的自旋是原子或什消实蒸刘镇雨分子中未成对电子自旋之和，未成对电子的自旋导致原子和分子具有顺磁皇愿超百端随终映性。

核磁共振谱、电子顺磁共振谱、质子密度的磁共振成像，以及巨磁电阻硬盘磁头。自旋可能的应用有自旋场效应晶体管等。以电子自旋为研究对象，发展创新磁性材料和器件的学科分支称为自旋电子学。