ראשית כל, אתה צודק שהספין אינו "ספין אמיתי" כפי שקראת לו, ואינו קשור לסיבוב של החלקיק סביב עצמו.


ויקיפדיה.

ספין, במובנו הפשוט ביותר, הוא התגובה של חלקיק לשדה מגנטי.
לאלקטרון, לדוגמא, יש ספין 1/2.
(בספין 1/2 הכוונה שהוא יכול לקבל ערך 1/2 או 1/2-, חלקיקים בעלי ספין 1 יכולים לקבל ערך ספין 1,0,1- וכן הלאה)
כלומר, כאשר אלקטרון עובר בשדה מגנטי, הוא יכול להידחף עם כיוון השדה או כנגד כיוון השדה (בהקשר של הספין בלבד, ישנו אפקט נוסף של כח לורנץ, שגורם לאלקטרון להסתובב משום שהוא טעון חשמלית, אולם ניתן לבטלו בעזרת שדה חשמלי והוא אינו מענייננו).
ניסוי מסוג זה נקרא ניסוי שטרן-גרלך.
מעבר לכך הספין כן קשור לסיבוב, אולם לא במובן הפשוט, חלקיק בעל ספין 1/2 שמסובב ב-360 מעלות לא חוזר למצבו ההתחלתי, אלא רק אם מסובבים אותו ב-720 מעלות.

השפעת הספין מורגשת גם בתחום אחר: חלקיקים בעלי ספין חצי שלם (פרמיונים) מקיימים את חוק האיסור של פאולי, שלא מאפשר לשני חלקיקים שונים להיות באותו מצב קוואנטי (למשל להיות בדיוק באותה רמת אנרגיה ובאותו הספין) ומשתייכים לסטטיסטיקת פרמי-דיראק.
לחישוב המוליכות החשמלית של מתכות, לדוגמא, נדרש שימוש בסטטיסטיקת פרמי-דיראק לגבי האלקטרונים.
חלקיקים בעלי ספין שלם (בוזונים) יכולים להיות כולם באותו מצב קוואנטי, ומשתייכים לסטטיסטיקת בוזה-איינשטיין. דוגמא לכך הינו עיבוי בוזה-איינשטיין, שבו מספר גדול מאוד של חלקיקים נמצא במצב היסוד הקוואנטי. כך ניתן להסביר את קיומו של על נוזל כמו הליום בטמפרטורות נמוכות.

מאת: גידי לזובסקי
המחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

7 תגובות

  • משה מילמן

    סיבוב האלקטרון

    האם האלקטרון סובב סביב צירו כל הזמן , ואם כן אז באיזה מהירות ? , ומהיכן האנרגיה להסתובב כל הזמן סביב הגרעין ?
    ומה קובע את כיוון הסיבוב ( עם או נגד כיוון השעון ) ? והאם הסיבוב נוצר רק כתוצאה מכח חיצוני (שדה אלקטרומגנטי ) , חום , לחץ ?

  • תום

    שאלה בנושא

    "ספין, במובנו הפשוט ביותר, הוא התגובה של חלקיק לשדה מגנטי".
    האם זה לא הפוך? האם הספין הוא זה שגורם ליצירת השדה המגנטי? לפי הבנתי, שדה מגנטי נוצר כתוצאה מתנועתם של מטענים בשדה חשמלי.
    ומה קורה במבנים של רדיקאלים? כאשר יש אלקטרון לא מזווג לאטום, אז הוא גורם לו להיות בעל קוטב מגנטי- דבר שמשפיע על התכונות הכימיות של החלקיק ומביא אותו להשתתף בתגובות כימיות באופן "אגרסיבי"?
    בתודה מראש,
    תום

    נ.ב
    אני יודע שהספין לא מבטא תנועה ממשית (כפי שכתוב בתשובה) אני פשוט עדיין לא מבין איך שני ההסברים "מתישבים" זה עם זה (ספין ושדה מגנטי).

  • מאיר

    תגובה

    לנייטרון יש גם ספין אך אין לו מטען חשמלי ולא שדה מגנטי

  • תום

    תגובה לתגובה

    לא הבנתי כיצד דבריך סותרים את דברי?
    אני לא טענתי שלניוטרון שדה מגנטי (להפך, אפילו לפי הטענה שלי, בגלל שאין לו מטען אז אין לו שדה מגנטי).
    האם תוכל להסביר מי גורם למה? [האם זה הספין שגורם להיווצרות שדה מגנטי, או השדה המגנטי הוא זה ש"יוצר" את הספין?]
    בתודה מראש,
    תום

  • עופר

    ספין=תנע זויתי פנימי

    גם אני לא מבין מה זה אומר אבל זה לא הסיבוב
    הסבירו פה

  • עידית

    ערכי הספינים

    מה הכוונה בספין חצי שהוא יכול לקבל ערך
    חצי או מינוס חצי?
    הוא מסתובב ב360 מעלות סיבוב שלם
    אז מה מייצג ערך הספין ?

  • מאיר ברק