3.2 Спін електрона

Із загальних принципів квантової механіки виходить, що окрім маси і заряду електрон повинен мати власний момент кількості руху μ_s:

.                              (3.5)

Гіпотеза про існування цього моменту була вперше висунута в 1927р. Гаудсмітом і Уленбеком для пояснення закономірностей в лінійчатих спектрах і експериментально доведена Штерном і Герлахом. Спочатку передбачалося, що власний момент кількості руху виникає внаслідок обертання електрона навколо власної осі. Тому він одержав назву спіну (від англійського spin – обертання, веретено). Проте таке уявлення про спін виявилося неправильним. Подібно наявності маси і заряду, наявність спіну є первинною невід'ємною властивістю електрона, що не зводиться до чого-небудь простішого.

Проекція спіну на вибраний напрям Н (рис.3.1) може мати лише два значення

          .                              (3.6)

Цей вираз можна записати і таким чином:

          ,                                   (3.7)

де s називають квантовим числом спіна (quantum number spin). З порівняння (3.6) і (3.7) видно, що s може приймати два значення: +1/2 і -1/2.

Рисунок 3.1 – Орієнтація спіну μ_s, відносно вибраного напрямку