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本帖最后由 sijin20120 于 2014-9-29 22:58 编辑 电子自旋面速度超光速是如何计算来的？ 司 今（jiewaimuyu@126.com） 在量子力学发展史中，曾经发生过一桩很有趣的探索故事，那就是关于电子自旋概念引入的问题。 斯特恩—革拉赫实验证明，电子运动通过非均匀磁场时会表现出自旋与磁矩性，也就是说，运动电子像一个非常小的自旋磁陀螺；1921年，康普顿在关于X射线研究中曾萌生过这个念头，但他没有坚持自己的看法。 1925年秋，二个“无知”的物理系学生—古兹米特和乌伦贝克，受泡利不相容原理启发，将泡利电子的第四个量子数定为电子的自旋，他们写成论文交给物理学家Ehrenfest修改，Ehrenfest提醒他们： 1、如果将电子看作是带有面电荷的转动小球，那么，它产生的磁矩公式前要加一个因子2，即gs =2，这就是量子力学后来引入的郎德因子。 2、建议他们去询问一下威望极高的物理学家洛伦兹。 当二位年轻人满怀希望地找到洛伦兹后，发现：洛伦兹并不赞同电子像一个小陀螺一样运动的看法，因为，他通过一系列计算发现，如果电子像小陀螺自旋，则它的表面转动速度要比光速大很多倍，这就违反了当时公认的“光速是物质运动的极限速度”的结论。 他们只好带着沮丧返回，并急匆匆去找Ehrenfest要回论文稿，而Ehrenfest却告诉他们“我早寄出去了，你们都还年轻，允许你们干点蠢事。” 正是Ehrenfest的疏忽与宽容，才成就了电子自旋概念的横空出世。 论文发表后，自然遭到很多知名物理学者的反对，但由于电子自旋假设可以很好地解斯特恩—革拉赫实验及反常塞曼效应等物理现象，最终还是被物理学界所接受，并成为经典量子力学的重要组成部分。 我介绍这段曲折经历，就是想告诉大家：回顾历史，了解电子自旋概念的来龙去脉，对深入思考、理解量子力学会很有帮助的，同时也提醒挚爱科学探索的朋友们，做科学研究要有自己的观点，要坚持自己的观点，不要被“经典”束缚，更不要相信权威。 那么，关于电子自旋表面速度超光速是如何计算得来的呢？我这里简略介绍几种计算方法，仅供大家参考：
1、普朗克常数法 v是电子自旋时其表面的线速度，M为电子的质量，M=9.1×10-31kg，R为电子的半径，最大不会超过10-14m，取R=10-14m，代入上式中，可求得： 1/2h=ω?r2dm=2ωm r2/5,v=5h/4mr,v=1.45×1010 m/s. 查询：http://wenku.baidu.com/view/342e97126edb6f1aff001f19.html
2、角动量法 ①mvr/2=h/2π,v≈10c=3×109m/s . ②mvr=h， r=10-16m, 查询：http://wenku.baidu.com/view/c2f982244b35eefdc8d3332c.html
3、转动惯量法 自旋角动量L是h/2π的数量级，也就是10^（-34），L=J(转动惯量)*w(角速度)，电子模型为球体，J=2.5mr^2，w=v/r，所以L=2.5mrv，m数量级为10^(-31)，r数量级为10^(-16)，故v数量级为10^（13），以上均为国际单位制，可见表面速度远大于10^(8)数量级。 查询：http://wenku.baidu.com/view/26a3ad0bbb68a98271fefa64.html
4、精细结构常数法 L~pr~h，r=e^2/mc^2为经典电子半径，带入可知v~c/α，α=1/137为精细结构常数，也就是说v~137c 查询：http:///html/201111/3777032.html |
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