电子的自旋dianzi de zixuan

电子的一种基本属性。如同电子具有电荷、质量等一样，这也是电子本身的固有特性。用分辨率较高的光谱仪器观察碱金属(锂、钠、钾等一价金属元素)的光谱，可发现每条光谱实际上是由两条或三条挨得很近的谱线组成。例如纳黄光(λ=5.893×10²纳米)是由波长分别为5.890×102纳米和5.896×102纳米两条谱线组成。即使最简单的氢原子的谱线也具有这种精细结构。这反映了原子能级的复杂性。1925年乌伦贝克(G.Uhlenbeck)和高斯密特(S.A.Goudsmit)提出了电子自旋的假设，以解释精细结构。他们认为：电子除有绕核的轨道运动外，还有自旋运动，并有与此相应的自旋角动量，其数值为：Pe=/2π,s为自旋量子数，且有s=1/2。自旋角动量在外场方向的投影只能取两个数值，称为自旋磁量子数，代表自旋角动量的两个可能取向。电子本身是个带电体，其自旋运动必然产生相应的磁矩。实验表明，电子自旋磁矩恰好为一个玻尔磁子。电子轨道磁矩和自旋磁矩的相互作用，使原子产生附加能量，从而使能级发生分裂，造成谱线的分裂。电子的自旋后来又被其他一系列实验所证实，并在狄拉克的相对论量子力学中得到解释。
由于电子具有自旋，通常把电子看作一个带电小球，它除有绕核的公转外，还有自转，如同地球在太阳系中的运动一样。但必须注意，这只是一种经典化了的直观图象。实际上电子的运动并不真是这样。至今我们对电子的内部结构并不清楚。因此，对产生自旋角动量的内部机理也不清楚。使用自旋这一经典物理的语言只是为了形象化而借用的，实际上它是一个量子概念，除电子具有自旋外，其他各种基本粒子也都有这一特性。