נגישות
headline
Error processing SSI file




מודל אטום מימן של בוהר


ספין

כפי שלמדנו במכאניקה הקלאסית, כאשר גוף נע בתנועה סיבובית הוא מקבל ערך של תנע זוויתי. מניסויים שנערכו בחלקיקים התקבלו ערכים עבור תנע זוויתי שלא התאימו לערכים המחושבים מהתנועה הסיבובית עצמה. הבדלים אלו העלו את ההשערה בדבר קיומה של תכונה נוספת בחלקיקים אשר תורמת ערך של תנע זוויתי נוסף הנקרא תנע זוויתי פנימי. את ערך התנע הזוויתי הפנימי יש להוסיף לתנע הזוויתי המחושב מהתנועה הסיבובית של החלקיק כדי לקבל את ערכו הנמדד של התנע הזוויתי.

ערך נמדד של תנע זוויתי = תנע זוויתי מחושב מתנועה סיבובית + תנע זוויתי פנימי

תכונה מיוחדת זו של התנע הזוויתי הפנימי של החלקיק נקראת בקיצור גם בשם ספין (משמעות המילה spin באנגלית היא "מסתובב סביב ציר").

הספין נמדד ביחידות של תנע, כלומר, ביחידות של ניוטון לאורך מטר בשנייה (N‧m‧s).

את הספין ניתן להפוך למספר קוונטי חסר יחידות על ידי חלוקה שלו בקבוע פלאנק המצומצם - ℏ, שגם הוא נמדד כזכור ביחידות של ניוטון לאורך מטר בשנייה (N‧m‧s). בצורה חסרת יחידות זו נקרא הספין בשם "המספר הקוונטי של הספין".

ייחודו של המספר הקוונטי של הספין על-פני מספרים קוונטיים אחרים הוא בעובדה שהוא יכול לקבל על עצמו לא רק ערכי מספרים שלמים, אלא גם חצאי מספרים. את המספר הקוונטי של הספין נסמן באות s. מכאן שאת הערכים שהוא יכול לקבל על עצמו נוכל לנסח בעזרת המשוואה,

s = n / 2

כאשר n הוא מספר אי-שלילי שלם.

לספין, בדומה לגודל ווקטורי, יש גם כיוון פעולה. כיוון הפעולה של הספין יכול להיות שלילי או חיובי בלבד. הסימן של הערך של הספין יכול להשתנות מחיובי לשלילי ולהפך. היפוך הסימן בערך של הספין מתבצע באופן מיידי מבלי שהערך המוחלט של הספין ישתנה (יקטן או יגדל בהדרגה כדי להגיע מהערך החיובי/השלילי אל הערך השלילי/החיובי החדש).

מקובל לרוב לקצר ובמקום להשתמש בכינוי "המספר הקוונטי של הספין" להשתמש בכינוי ספין גם כשמתייחסים למספר הקוונטי חסר היחידות של הספין. אנו נאמץ גישה זו ובהתייחסנו מעתה והלאה לתכונת הספין של החלקיק תהיה הכוונה בעצם ל- "מספר הקוונטי של הספין", אלא אם נציין במפורש אחרת.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - קרינה וחומר | קרינה וחומר - מודל אטום המימן של בוהר : קוונטיזציה במבנה האטום | רמות האנרגיה באטום | ספקטרום פליטה וספקטרום בליעה | הצלחת מודל האטום של בוהר | ניסוי פרנק-הרץ | ספין | עיקרון האיסור של פאולי | סיכום ]