電子自旋的發現——11月20日科學史上的今天

2018-11-27作者:科學π工作室 編著編輯:書問閱讀



電子是人類發現比較早的基本粒子,人們常把它想象為一個帶電的小球,由于還在不斷地“旋轉”著,除了電性外,它還具有磁性和波動性。


發現電子特性的一個重要的途徑,就是對原子特征譜線的研究。電子的旋轉特性就是通過譜線發現的。


1925年荷蘭物理學家塞繆爾·古茲密特和丹麥的博士后研究生喬治·烏倫貝克共同提出,電子具有旋轉的性質,并首先把它稱為電子的“自旋”。結合反常塞曼效應,他們做了理論計算,于1925年11月20日寫成論文,準備投寄到德國《自然》雜志上發表。與此同時,他們還把這篇論文提交給洛倫茲過目。然而不久,洛倫茲卻告訴他們這是不可能的,因為有明顯的缺陷將導致電子表面旋轉的線速度超過光速。聽了專家的話,他們怔住了,準備撤回這篇稿件,但此時,他們的導師埃倫費斯特已經在此之前把論文寄出去了。埃倫費斯特安慰他們說:“沒有關系,年輕人出點錯是難免的?!钡拇_,當時兩個人的年齡都不大,烏倫貝克25歲,古茲密特才23歲。


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“電子自旋”的概念一經提出震動了物理學界。如果電子具有自旋,不少人的研究結果將要重新改寫。談到電子自旋時,玻爾認為這是一個“巨大的變革”,是一個具有“飛躍性”的思想。


“電子自旋”發表一年以后,物理界普遍接受了古茲密特與烏倫貝克的想法,作為21世紀的一個“種子思想”,電子自旋已經成為全新的量子概念,而自旋電子學,又稱為磁電子學,已經作為一門磁學與微電子學的交叉學科而迅猛地發展起來。



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出版清華大學出版社
定價99元
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