שאלה בקשר לספיין

[sivan120]

שאלה בקשר לספיין

קראתי שמספר הנוקליאונים-משמע הפרוטונים והאלקטרונים שבתוך הגרעין קובע, בין שאר הדברים, גם את הספין הכולל של הנוקליאונים:

1. אם מספר הפרוטונים ומספר הניטרונים הוא זוגי- אין ספין.
2. אם מספר הפרוטונים ומספר הניטרונים הוא אי-זוגיים- הספין יכול לקבל ערכים של 1,2,3.
3. אם מספר הנוקליאונים הוא אי-זוגי, הספין יכול לקבל ערכים של 0.5, 1.5, 2.5 וכדומה.

מה הכוונה אי-זוגיים ואי-זוגי והאם זה אכן נכון...ומה בדיוק אומר ספיין של 1.5, הרי ספיין זה סיבוב או תנועה, איך הוא יכול להיות 1.5?

 

[החתול של שרדינגר]

ספין הוא תנע זוויתי

... ולא סיבוב. כן, אני יודע שבחיי היום-יום תנע זוויתי נובע רק מסיבוב, אבל אין זה הדין לגבי חלקיקים. אם את מנסה לתרגם את זה למונחי יום-יום זה אומר שחלקיק צריך להסתובב פעמיים סביב עצמו כדי להשלים סיבוב. הגיוני? לא. לכן לא מתרגמים את זה למונחים קלאסים. זה פשוט תנע זוויתי בילט-אין בחלקיק.

לחלקיקי חומר (או ליתר דיוק, לפרמיונים), יכול להיוות ספין 1/2+ או 1/2-. אם תקחי פרוטון בודד (מימן), תקבלי שלגרעין יש ספין כולל 1/2+ או -1/2-. אם תקחי שני פרוטונים (הליום), אחד מהם יהיה עם ספין 1/2+ ואחד יסתדר הפוך, עם ספין 1/2- ותקבלי ספין כולל 0. פרוטוןנים נוהגים לפי אותו הגיון. מכאן נובעים הכללים שנתת.

 

[magal101]

כן, אבל ספין קשור לסיבוב בדרך כלשהי....

או לפחות לכיוון כי אחרת איך תסביר שהספין מכוון לכיוון אחד בהתאם לשדה חשמלי או מגנטי ואז הופך להיות מכוון לכיוון שני.

 

[החתול של שרדינגר]

לא, ספין לא קשור לסיבוב

אבל הוא כן קשור לכיוון וכן יוצר מומנט מגנטי ותנע זוויתי.

 

[sivan120]

הבנתי את העניין כך:

במימן יש פרוטון אחד בלבד אז הספין הוא חצי ספין חיובי או שלילי (דרך אגב, מה ההבדלים? האם מדובר בכיוון?)

בהליום יש 2 פרוטונים ו-2 נייטרונים וכל אחד מבטל את השני ולכן יש ספין אפס.

בליתיום יש 3 פרוטונים ו-3 נייטרונים ואז אם כל 2 מבטלים 2 אחרים נשאר פרוטון ונייטרון עם חצי ספין ואז מדובר ב-1 או 2 או 3, מספר שלם.

רק לא הבנתי למה יכול להיות ספין של 2 או 3? או של 1.5 או 2.5- הרי גם כאשר מספר הנוקלאודים לא זוגי, נשארים רק פרוטון ונייטרון אחד שלא מבוטלים.

 

[החתול של שרדינגר]

נראה לי שאת צודקת

בקשר לספין, חיובי ושלילי מציינים את הסימן של המומנט המגנטי. אם היינו מקבילים את זה לסיבוב, אז מדובר בכיוון סיבוב.
בקשר לגרעינים מורכבים, אני חושב שבגרעינים מספיק גדולים לא כל הנוקלאונים יסתדרו בזוגות ואז יהיה אפשר לקבל ספינים גדולים מ-1. אגב, למקרה שלא הבהרתי את עצמי קודם, זוגות נוצרים מחלקיקים זהים (שני פרוטונים או שני ניטרונים, לא זוג מעורב פרוטון-נייטרון).

 

[sivan120]

יש דוגמה למשל ליסוד עם ספין מעל 1?

כמו כן, הספין הוא תכונה של חלקיק, לא של גרעין או אטום כי אני נתקלת במקומות שבהם אומרים על גרעין או על אטום שיש לו ספין (ואולי זה רק במקרה של גרעין אטום המימן שבו יש פרוטון אחד כשכנראה גורם לכל הגרעין ואז לכל האטום "להסתובב" או להיות מכוון לכיוון אחד?)

 

[החתול של שרדינגר]

למשל קובלט-57

לגרעין שלו יש ספין של 7/2. ראי בהיפר-פיזיקה.
לגרעין יכול להיות ספין כולל שתלוי בחיבור הספינים של הנוקלאיונים שמרכיבים אותו, לפי הכללים שציינת למעלה. זה לא אומר שהוא מסתובב, בדיוק כמו שזה שלאלקטרון יש ספין לא אומר שהוא מסתובב.

 

[sivan120]

ואם מסתכלים על ספין של אטום

אז אנחנו בעצם צריכים לחבר את הספינים שבגרעין האטום עם הספינים של האלקטרונים מסביב לגרעין על מנת
לקבל את הספין הכולל?

 

[החתול של שרדינגר]

כן

 

[ב ן ח ו ר י ן]

מקובל לדבר על ספין של גרעין

לכל יסוד ולכל איזוטופ של יסוד יש ספין גרעיני, פחות מקובל לדבר על ספין של אטום
ולהכניס את האלקטרונים לחישוב.
הספין הוא פונקציה של מספר הניטרונים (שמשתנה בין האיזוטופים) ושל הפרוטונים.