Лекции по квантовой механике. Розман Г.А. - 120 стр.

                            Ãëàâà 6
                         36. Ñïèí ýëåêòðîíà

   Ýêñïåðèìåíòàëüíûå îñíîâàíèÿ ââåäåíèÿ ïîíÿòèÿ ÑÏÈÍ
              36.1. Îïûòû Øòåðíà è Ãåðëàõà

      Ðàññìàòðèâàåìûå îïûòû áûëè ïîñòàâëåíû â 1921 ãîäó. Ïîëóêëàñ-
ñè÷åñêàÿ òåîðèÿ Í.Áîðà íå ìîãëà îáúÿñíèòü íàáëþäàåìîå ÿâëåíèå. Ðàñ-
ñìîòðèì ñõåìàòè÷åñêè ôèçèêó òîãî, ÷òî îáíàðóæèëè Øòåðí è Ãåðëàõ.
      Èç äëèííîé òðóáêè òùàòåëüíî îòêà÷èâàëñÿ âîçäóõ
è çàòåì âíóòðåííÿÿ ïîëîñòü çàïîëíÿëàñü àòîìàðíûì ãà-
çîì, íàïðèìåð âîäîðîäîì. ×åðåç ðÿä ïàðàëëåëüíûõ óç-
êèõ äèàôðàãì àòîìû ãàçà â âèäå òîíêîãî ïó÷êà ïîïàäàëè
â ñèëüíîå, ðåçêî íåîäíîðîäíîå ìàãíèòíîå ïîëå, ñîçäàâà-
åìîå îñîáîé ôîðìû íàêîíå÷íèêàìè ìàãíèòà (ñì.ðèñ.10).
Ïðîéäÿ ýòî ïîëå, àòîìû îñåäàëè íà ïëàñòèíêó è ôèêñè-
ðîâàëèñü íà íåé. Ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ íåîäíîðîäíîãî ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ ïó÷îê àòîìàðíîãî âîäîðîäà ðàçäåëÿëñÿ íà
äâå ñèììåòðè÷íî ðàñïîëîæåííûå ñîñòàâëÿþùèå: îäíà èç
íèõ ñìåùàëàñü ââåðõ (ñì.ðèñ.10), äðóãàÿ – âíèç îòíîñè-
òåëüíî íåîòêëîíåííîãî ñëåäà ïó÷êà.
      Ñîãëàñíî òåîðèè Í.Áîðà ýëåêòðîí â àòîìå âîäî-       Ðèñ. 10.
ðîäà íàõîäèòñÿ â íîðìàëüíîì 1s ñîñòîÿíèè. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî îðáèòàëü-
íîå êâàíòîâîå ÷èñëî l=0, íî òîãäà è ìàãíèòíîå êâàíòîâîå ÷èñëî m=0.
Ñëåäîâàòåëüíî àòîì âîäîðîäà íå äîëæåí áûë ðåàãèðîâàòü íà âíåøíåå
íåîäíîðîäíîå ìàãíèòíîå ïîëå. Íàáëþäàåìîå ðàñùåïëåíèå àòîìàðíîãî
ïó÷êà íå ñâÿçàíî ñ îðáèòàëüíûì äâèæåíèåì ýëåêòðîíà àòîìà âîäîðîäà.
      Äëÿ îáúÿñíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ Øòåðíà è Ãåðëàõà ïðèøëîñü
ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ñàì ýëåêòðîí îáëàäàåò ìàãíèòíûì ìîìåíòîì , êîòîðûé
íå ñâÿçàí ñ îðáèòàëüíûì äâèæåíèåì.  ýòîì ñëó÷àå íà ñîáñòâåííûé ìàã-
íèòíûé ìîìåíò ýëåêòðîíà â íåîäíîðîäíîì ìàãíèòíîì ïîëå áóäåò äåéñòâî-
âàòü ñèëà, íàïðàâëåííàÿ âäîëü ãðàäèåíòà ìàãíèòíîãî ïîëÿ :
                                        ∂H
                             Fz = µ z      ,
                                        ∂z
ãäå ïåðâûé ìíîæèòåëü – ýòî ïðîåêöèÿ ñîáñòâåííîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà

                                  120