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需要明确的是，所谓电子自旋，并不是说电子本身像地球一样自转，只是假想它存在一个自转磁矩而已。我们目前并不清楚电子的直径是多大，或者电子形状是不是一个球形，这都仅存在想象之中。根据目前已知的电子最大直径，以及电子电荷量的大小（即一个元电荷），可以估算，如果需要产生电子自旋那么大的磁矩的话，电子自转起来其边缘的电荷是超过光速的！这说明，仅靠经典物理中的自转公转等来套用理解量子力学中的自旋是完全错误的。 实际上电子的自旋是它的基本属性。微观粒子有许多基本属性，如电荷、质量、自旋、同位旋、颜色、味道等，又叫做內禀属性，即是天生就有的，就像某一个特定的人的身高体重一样。尽管我们基本理解了质量的Higgs机制起源，但是对于电荷、自旋等物理起源尚不是特别清楚。其实，所谓自旋，也不过是物理学上的一种定义，就是说明电子本身具有一个很大的磁矩而已，这个磁矩（自旋角动量）是可以用实验测量出来的，是1/2半整数。正电子、中微子和夸克的自旋也是1/2.，某些粒子的自旋是整数1或0. 既然自旋是电子的内在特征，就不会因为它所处的环境而发生改变。无论电子是处于自由状态，还是处于原子内部，还是处于化合物或固体材料中，它的自旋都是存在的。实际上，原子的磁矩主要来自电子自旋排布不对称、电子的轨道磁矩和原子核自旋，后两者贡献很小。只要原子外部电子排布造成了自旋向上和自旋向下的电子数不对等，就有可能产生不为零的磁矩。换句话说，我们通常认为原子的磁矩就是电子自旋造成的。在化合物中，分子的磁矩或固体材料的磁矩，就是因为电子自旋排布的不对称造成的。如果原子磁矩(电子自旋)排布均一致，那么整体就会出现铁磁性；如果相邻原子磁矩排布相反，那么整体就出现反铁磁性；如果原子磁矩排列杂乱无章，整体就是顺磁性。类似的还有螺旋磁、亚铁磁、斯格明子等很多非常复杂的磁结构，这都是因为电子自旋造成的。 |
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