sta je to spin??

[r2d2]

 nasao sam na wikipediji sledece...
Spin je osnovna osobina elementarne čestice, poput mase i naelektrisanja. Pošto je kvantno-mehaničke prirode ne može se opisati makroskopski. Najpribližnije se može shvatiti kao mehanički moment, tj, kao da se čestica ponaša kao mala čigra.

Spin ima dimenzije dejstva, a izražava se kao umnožak redukovane Plankove konstante (takođe se naziva i Dirakova konstanta) \hbar i spinskog kvantnog broja.

Pored elementarnih čestica, spin mogu posedovati i njihove kombinacije, recimo, atomska jezgra, pa se onda govori o nuklearnom spinu. Nuklearni spin je kombinacija spinova protona i neutrona od kojih je jezgro načinjeno.

Čestice sa celobrojnim spinskim kvantnim brojem su bozoni, a sa polucelim fermioni.....
a na drugom mestu  //http://www.mmilan.com/2007/06/11/elementarne-cestice///  sam naso sledece.......................

Jedna od osnovnih osobina čestica je njihov spin. Spin je jedno od svojstava čestice u kvantnoj mehanici. Spin je nemoguće zamisliti, nemoguće je naći neku analogiju sa osobinama koje su poznate našem iskustvu. Nekad se kaže da spin označava rotaciju čestice, ali čudna je to rotacija. Teško je razumeti šta je spin, ali eksperimenti pokazuju da on postoji i da je to značajna osobina čestica. Vrednost spina izražava se pozitivnim i negativnim brojevima brojevima. Znak ispred broja označava smer spina (nekad se kaže spin gore ili spin dole).

Na osnovu spina sve čestice mogu se podeliti na dve grupe: fermione i bozone. Bozoni su čestice sile. Imaju celobrojni spin (0, 1, 2...) i prenose interakcije (možda slikovitije rečeno, česticama materije prenose informaciju o sili). Fermioni grade materiju. Imaju imaju polu-celi spin (1/2). Još jedna bitna razlika između fermiona i bozona je to što za fermione važi Paulijev princip isključenja, a za bozone ne važi (Paulijev princip isključenja kaže da dve čestice ne mogu zaizimati isto kvantno stanje u istom vremenskom trenutku).

Fermioni obuhvataju dve grupe čestica, leptone i kvarkove. Svi fermioni su razvrstani u tri generacije. Svaka generacija fermiona sadrži po jedan par leptona i jedan par kvarkova. Generacije fermiona prve generacije imaju najmanju masu dok fermioni treće generacije imaju najveću masu....

pa dalje posle opisa svih cestica i podele text se zavrsava ovako...

Jedan od bariona koji je zbunio fizičare i bacio malu sumnju na standadni model bio je barion Δ++ koja se sastoji od tri up kvarka (uuu). Problem koji se javio bio je posledica Paulijevog principa isključenja. Prema poznatim zakonima fizike dva kvarka morala su da imaju isti spin, a to Paulijev princip nije dozvoljavao. Ono što su fizičari do tada znali govorilo je da ova čestica ne može da postoji, ali ona je ipak postojala. Rešenje ove misterije brzo je nađeno, utvrđeno je da kvarkovi poseduju, pored električnog, još jednu vrstu naboja - boju. Ovde boja nema pravo značenje, kvarkovi se ne razlikuju po boji (previše su mali da bi uopšte i imali neku boju) već je taj termin izabran slično kao i njihova imena, da bi se lakše pamtio. Kvarkovi se javljaju u tri boje. Kao što je naelektrisanje povezano sa elektromagnetnom silom, naboj boje nalazi se u vezi sa jakom silom. Uvođenje boje rešilo je problem Δ++ čestice vrlo jednostavno - kvarkovi od kojih je ova čestica napravljena imaju različitu boju, važenje Paulijevog principa nije narušeno.
da li neko moze da mi malo pojasni
a/  koji fizicar je prvi uveo pojam spin i kada?
b/  kojim experimentima je dokazano da spin postoji i da ima vrednosti /bilo nuklearni bilo elektronski/ /kako nesto moze da se izmeri ako nemamo dovoljno malu refernecu za merenje.
c/  dali `elektrone ljuske`  imaju neke veze sa spinovima i koje su
d/  jasno se kaze da je nemoguce vizualno prestaviti elemente kvantne mehanike,, ,,ipak dali neko nagadja zasto je tako , dali je to mozda povezano sa malo vise ili sa malo manje dimenzija u odnosu na 3 tj 4 dimenzije koje peceptujemo. ajde barem napisite svoje misljenje o tome.
pozdrav celom forumu
zeljko

[mmilan]

"Mislite da ste nesto razumeli? Sada dodajte spin..." - R. Jaffe

Mislim da o tome koliko je "jednostavno" razumeti spin govori ovaj citat

koji fizicar je prvi uveo pojam spin i kada?

Pojma  spina uveli su 1925. godine G. Uhlenbeck i S. Goudsmit. Njihova interpretacija spina bila je rotacija elektrona oko svoje ose. U naucno-popularnij literaturi i dalje se nalazi ovakvo objasnjenje spina. Takvo objasnjenje naveo je i S. Hawking u "Kratkoj povesti vremena" - u ovoj interpretraciji vrednost spina zoancava broj rotacija oko sopstevne ose potreban da slika bude ista. Tako su na primer cestice sa spinom 0 zapravo tacke koje su iste iz svih pravaca, spin 1 imaju cestice koje izgledaju razlicito odakle god ih posmatrali (potrebna je rotacija od 360 stepeni da bi se ponovila slika), spin 2 su simetricne cestice sa jednom osom simetrij (potrebna je rotacija od 180 stepeni da se slika ponovi) itd. U ovoj interpretaciji postoji mali problem spin 1/2 - potrena je rotacija od 2 puna kruga d abi slika ponovo bila ista (ovo je tesko zamisliti)
Fizicki gledano, spin je cisto kvatnomehanicka osobina cestice i nema analogiju u klasicnoj fizici. On spada u unutrasnje stepene slobode (kao i boja koju si pomenuo) i nemoguce ga je zamisliti. Potvrda postojanja je posredna, o tome malo kasnije

kojim experimentima je dokazano da spin postoji i da ima vrednosti /bilo nuklearni bilo elektronski/ /kako nesto moze da se izmeri ako nemamo dovoljno malu refernecu za merenje.

Gerlah-Sternov ekepsrimen i cepanje elektronskog snopa i sto je najvaznije fina struktura u atomskim spektrima gde isto dolazi do cepanja spektralnih linija. Da bi se oba efekta videla potrebni su vrlo osetljivi uredjaji.
Sada su vec poznati i za prozivoljnu orijentaciju spina. U nekim experimentima (akceleratorima) potreno je tacno poznavanje orijentacije spina elektrona. U tim slucajevima koriste se specijalni metodi polarizacije snopa elektrona, tj. svi spinovi se okrecu u istom pravcu

dali `elektrone ljuske`  imaju neke veze sa spinovima i koje su

Ima veze popunjavanje ljuski, tj. energetskih nivoa. Na istom energetskom nivou mogu se nalaziti max dva elektrona sa suprotno orijentisanim spinom. Kada se atom nalazi van magnetnog polja ova stanja su degenerisana (tj. imaju istu energiju) ali kad se atom nalazi u magnetnom polju dolazi do cepanja. Posledica ovog cepanja je prethodno pomenuta fina struktura spektra

jasno se kaze da je nemoguce vizualno prestaviti elemente kvantne mehanike,, ,,ipak dali neko nagadja zasto je tako

Pre svega Hajzenbergov princip neodredjenosti - ako nesto posmatras remetis stanje tog sistema. Kvantnomehanicki sistemi nisu svakodnevni sisstemi, dok se nesto ne posmatra zapravo se ne zna sta tamo postoji (poznati primer Sredingerove macke, dok se torba ne otvori macka je kombinacija zive i mrtve macke). Tek posmatranje izdvaja jednu sliku iz gomile mogucih vrednosti (naravno, ovako receno ovo deluje cudno i mozda smesno, ali fizicki i matematicki sve se lepo uklopi). Kako stvari trenutno stoje kvantna mehanika je sigurno najtacnija teorija koja je danas poznata, u njoj sve savrseno funkcionise i sve se savrseno uklapa sa experimentima (do ko zna koje decimale)
U navedenom slucaju sa bojama kvarkova - boja je cisto jezicki pojam, tj ime. Kvarkovi nemaju boju u pravom smislu znacenja pojma "boja" vec je bojom nazvana neka druga fundamentalna osobina cestice. Tacnije receno, kaze se da kvarkovi imaju naboj boje. Ovaj naboj boje ima slicne karakteristike za jaku nuklearnu silu kao karakteristike elektricnog naboja za elektro-magnetnu silu.

Ne znam koliko je posle ovoga nesto jasnije ali pitaj dalje.

[sale11472]

"Svidjaju mi se relativnost i kvantna teorija.
Doduse, nista o njima jasno ne uspevam da naucim"

Ovo je deo citata D.H Lorensa kojim pocinje jedna interesntna knjiga koja se bavi ovom temom na popularan nacin a to je L. Lederman "Bozija cestica" ako nisi procitao toplo ti to preporucujem, posto kao sto mmilan rece pitanje koliko ce ti nesto biti jasno iz ovako kratkih objasnjenja (a gornji tekst bi neki zlobnici nazvali ciglom) BTW ako ti treba malo ozbiljnija litetatura moze i to da se nadje evo bacic ti jos jedan link na  [url http://www.lightandmatter.com/index.html]free stuf[/url]

Kako stvari trenutno stoje kvantna mehanika je sigurno najtacnija teorija koja je danas poznata, u njoj sve savrseno funkcionise i sve se savrseno uklapa sa experimentima (do ko zna koje decimale)

A bogami i stajace tako jos dugo, inace ko zna koliko bi bila uspesna da nije imala za protivnika naucnika koji je Nobela dobio ne za svoje najznacajnije delo vec za svoj doprinos upravo kvantnoj teoriji koju je kasnije zestoko napadao, naravno rec je o A. Ajnstajnu.

[r2d2]

Zaista iskreno hvala na odgovorima
Malo mi je jasnije i evo da pokusam opisem to moje magnovenje u kratkim crtama:
spin je vrsta  rotacionog kretanja koja je karakteristicna za sve gradivne elemente kako nama znane enrgije tako i materije. Sam izraz je ostatak borovog modela atoma, ali je experimentalno dokaziv i u kvantnoj mehanici.  Ta vrsta kretanja pored navedog naelktrisanja i mase direktno utice na osobine i svojstva materije ili energije koja se krecu.tj on je  posledica  ili (i) uzrok svojstva enrgije i materije?

elektronski Spin kao posledica svojstva materije i energije
Posto je orjentacija spina vezana za polozaj elektrona u odnosu na jezgro/elektronska ljuska/, te menjanjem polozaja elektrona, njihov spin se menja (dali sam dobro ispratio objasnjenje?) ?

Spin kao vrsta kretanja postoji ama bas svuda pa i u akceleratorima gde elektroni prolaze kroz tunel. Polarizacijom elektrona dobijamo odredjeno svojstvo elektrona koje mu omgucava da prolazi kroz akcelerator ili se polarizacijom dobija samo izdvajanje odredjenih `zgodnih elektrona`?

elektronski Spin kao uzrok svojstva materije i energije
sama podela celokupne materije i energije  prema spinu je dokaz da spin odredjuje svojstva?

Ako  makar i  uslovno uzmemo definiciju spina koji si gore naveo on je zasigurno kretanje necega te  na osnovu podele materije i energije cinimi se da je materija kompleksnija u odnosu na energiju jer sadrzi celobrojne spinove tj jednostavniju strukturu.?
Takodje sam nasao i ovo na :http://www.znanje.org/i/i22/02iv01/02iv0118/spinski_kavantni_broj.htm
Spinski kvantni broj (ms)
Njema~ki fizi~ari [tern i Gerlah  posmatrali su djelovanje  spolja{njeg magnetnog polja  na snop elektrona srebra.Uo~ili su da se jedan snop elektrona  pod djelovanjem magnetnog polja dijeli na dva snopa .Atom srebra ima jedan valentni elektron  u s-stanju.Posto je za stanje s orbitalni kvantni broj (l) jednak 0 slijedi i da je magnetni kvantni broj  (ms)  jednak 0.To zna~i da ne mo`e do}i do interakcije izme|u  spolja{njeg magnetnog polja i elektrona.
[tern-Gerlahov ogled je pokazao da magnetno polje djeluje na elektrone .Trebalo je objasniti ovu pojavu .Obja{njenje su dali ameri~ki fizi~ari Gudsmit i Ulenbek.Oni su postavili dvije hipoteze.

1)Elektron ima  sopstveni momenat impulsa  koji se naziva spin ili spinski moment impulsa.
Oznaka za spin elektrona je  ls ili s.Spin elektrona uveden je po analogiji sa orbitalnim momentom impulsa elektrona.Elektron pri kru`enju  oko jezgra ima orbitalni moment impulsa  (L) , a pri rotaciji oko sopstvene ose ima spinski momenat impulsa (s) Me|utim pokazalo se da ovakav mehani~ki  model  ne odgovara  stvarnoj pojavi .Zbog toga se uvodi matemati~ki formalizam :

s²²=ms(ms+1)}

gdje je  ms spinski kvantni broj ,koji mo`e imati samo dvije vrijednosti :ms=+1/2. ms=-1/2

prethodna formula je anologna formuli za intenzitet  orbitalnog momenta elektrona l=l(l+1)}

Projekcija spina  na Z_osu  odre|uje se formulom

Ss,z= ms}

gdje je ms=+1/2. ms=-1/2.Prema tome ,spin mo`e imati samo  dvije projekcije na Z-osu.

2) Elektron ima sopstveni magnetni momenat koji se naziva spinski magnetni momenat.
Spinski magnetn momenat elektrona  uveden je po analogiji   sa magnetnim  momentom atoma i defini{e se na slede}i na~in:

P=(e/2me)}

Izraz na desnoj strani naziva se Borov magneton

Uß=(e/2me)}
Prema tome spinski magnetni moment elektrona jednak je Borovom magnetonu
Ogledi pokazuju da veli~ina Pms mo`e imati tako|e samo dvije projekcije koje se odre|uju po formuli ]

Pmsz=2 msUß
Pomenucu da iz mog ugla je ovo ultravisa matematika ali mi barem pojasnjava maglovito put kojim je kvantna fizika dosla do neprimenjivosti relativiteta na kretanje njenih elemenata.Takodje sam iznenadjen saznanjem da elektron ima magnetni momenat. Mada je mene lako iznenaditi.(he he, onda i magnetni momenat ima svoj spin (spin nas je stvorio njemu hvala))(i onda ispade da je teorija superstruna u stvari modifikovana teorija porodice spinova )

Spin 1/2 tj -1/2
Napisao si tesko je zamisliti ali nisi napisao nemoguce, pa onada ajd da pokusam
zamislio sam jabuku koja rotira oko svoje ose tj oko peteljke.Ako je gledam iz pticije perspektive peteljku (koja je recimo idealno ravna) cu videti kao tacku.Medjutim ako se osa simetrije naginje prilikom rotacije pod odredjenim uglom, videcu vrh peteljke koja opisuje kruznicu (i dalje gledam odozgo). E sad posto je u putanju ugao ose jabuka napravi pun krug na polovini polukruga kojeg pravi peteljka i jos jedan krug kada se vrati u tacku iz koje je posla i ako sad to isto kretanje pogledam sa strane vidim da je jabuka dva puta     izvrsila rotaciju pre nego sto sam dobio istu sliku jabuke i  tako  dobijemo famozni spin od 1/2.   

Posto sam svuda stavljao znakove pitanja pretpostavicu da sam dobro razumeo onaj deo koji nije komentarisan.
Jos jednom hvala na svim odgovorima i nadam se da moje misli nisu bas toliko konfuzne, mada imam utisak da sam zbrkao babe i zabe, al da bas ne trcim pred rudu.
Pozdrav celom forumu....

[mmilan]

spin je vrsta  rotacionog kretanja koja je karakteristicna za sve gradivne elemente kako nama znane enrgije tako i materije

Vec sam naglasio a i sam si napisao da spin nije rotaciono kretanje. Rotacija oko sopstvene ose bila je prvi pokusaj objasnjenja spina i na elementarnom nivou fizike se ta interpretarcija koristi (zbog lakseg razumevanja ili pravljenja vece zabune, pojma nemam). Za fiziku spin je unutrasnje svojstvo cestice i posledica je razlicitih osobina simetrije.

Sam izraz je ostatak borovog modela atoma, ali je experimentalno dokaziv i u kvantnoj mehanici

Spin uopste ne postoji u Borovom modelu (to je samo jedan od mnogih nedostataka tog modela). To je kvantni fenomen, i javlja se iskljucivo u kvantnoj mehanici

direktno utice na osobine i svojstva materije ili energije koja se krecu

Spin utice na ponasanje cestica u prisustvu magnetnog polja

Posto je orjentacija spina vezana za polozaj elektrona u odnosu na jezgro/elektronska ljuska/, te menjanjem polozaja elektrona, njihov spin se menja

Ne, spin nema veze sa polozajm elektron u odnosu na jezgro. Spin razlikuje dva elektrona koja popunjavaju isti energetski nivo.... Kako stojis sa znanjem u vezi strukture atoma, glavnim i orbitalnim kvantnim brojem, popunjavanjem orbitala itd itd? Spin je sam po sebi tesko objasniti bez upotrebe "teske artiljerije" u obliku matematike i formula, a jos ako se ne snalazis sa klasicnim osobinama atoma, posao je uzaludan.

Spin kao vrsta kretanja postoji ama bas svuda pa i u akceleratorima gde elektroni prolaze kroz tunel. Polarizacijom elektrona dobijamo odredjeno svojstvo elektrona koje mu omgucava da prolazi kroz akcelerator ili se polarizacijom dobija samo izdvajanje odredjenih `zgodnih elektrona`?

Opet da ponovim - spin nije vrsta kretanja. A sto se akceleratora tice - u akceleratorima postoji gomila slobodnih elektrona. U vecini slucajeva ovi spinovi su haoticno orijentisani (spin je vektor) i to nije vazno za primenu. Postoje neki slucajevi kada je potrebno da ti spinovi budu isto orijentisani (njihovi vektori paralelni). U tom slucaju primenjuju se razliciti metodi za polarizaciju. Za ovu pricu ovo je manje vazno.

Ako  makar i  uslovno uzmemo definiciju spina koji si gore naveo on je zasigurno kretanje necega te  na osnovu podele materije i energije cinimi se da je materija kompleksnija u odnosu na energiju jer sadrzi celobrojne spinove tj jednostavniju strukturu

Izgleda da si zaboravio na E=mc^2 i ekvivalenciju materije i energije. Spin imaju cestice a cesticu su materija! Postoje cestice koje su prenosioci interakcija (fotoni, gluoni, W i Z bozoni) oni imaju celobrojne spinove (0,1,2,...) ali te cestice su opet cestice materije. A sta je kompleksnije sistemi sa celim ili polovicnim spinovima... to je vec druga prica koja ne moze da prodje bez teske matematike

fizika dosla do neprimenjivosti relativiteta na kretanje njenih elemenata

Ako si mislio na ajnstajnovu teoriju relativnosti - ona nema nikakve veze s aovim

ps. Kad citiras, koristi

Code Select Expand


[quote] zeljeni tekst [/quote]


preglednije je od ovih crvenih slova.

[r2d2]

Milane jos jednom Hvala na odgovoru i trudu da mi pomognes i odgovoris .Posto nema smisla da bilo koga zamajavam bez barem osnovne potpore (to je svima jasno) malu cu vas ostaviti na miru sa pitanjima, ali samo za sada.  Bez muke nema nauke...  a   ..sa naukom manje muke..   
Pozdrav svima
Zeljko
Posted on: Jun 27, 2007, 10:43:22 pm
Joj sad kad sam krenuo da popunjavam elementarno znanje malo mi ovo moje pitanje izgleda pretenciozno.

Ne, spin nema veze sa polozajm elektron u odnosu na jezgro. Spin razlikuje dva elektrona koja popunjavaju isti energetski nivo....

Jel nije problem da onako najprostije objasnis na primeru helijuma on ima samo jednu orbitalu i na primeru kiseonika  1s2 2s2 2p4 (samo zadnju orbitalu tj elektronski spinovi zadnje orbitale)

Spin imaju cestice a cesticu su materija! Postoje cestice koje su prenosioci interakcija (fotoni, gluoni, W i Z bozoni) oni imaju celobrojne spinove (0,1,2,...) ali te cestice su opet cestice materije. A sta je kompleksnije sistemi sa celim ili polovicnim spinovima... to je vec druga prica koja ne moze da prodje bez teske matematike

Zbun, zbun Koja je definicija materije, a koja definicija eneregije ? Koja je razlika?? Kazes prenosioci interakcija  i sve to kapiram al sta ondak nije materijalno (znam da foton mozemo tumaciti dvojako)  u svetu oko nas ? Dali su polja materijalna? Ovo su fundamentalna pitanja koja ili ne znam ili su se promenila pa nisam informisan (nije politicka asocijacija). Ne zameri na naivnim pitanjima....
Pozdrav

[burga]

Не бих да се правим паметан, али Ернест Радерфорд је лепо рекао "спин је класично неописива двозначност" - простије, то је нешто што има две вредности а не можеш језиком класичне физике ништа сувисло нити бар приближно тачно да кажеш о томе.

[mmilan]

Mislis na spin elektrona? U opstem slucaju spin moze da ima mnogo vise od dve vrednosti

ps. Koliko se secam rekoh negde da je to kvantni fenomen i da ne postoji klasicna analogija.

[milietf]

Ako mi moze neko poslati sta je to Spintronika i Spintronski uredjaji,na mail mili_bjelogrlic@yahoo.com

[burga]

http://en.wikipedia.org/wiki/Spintronics
http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Spintronics

[NaraYan]

Ja sam matematichki totalno hendikepiran, ali zato chitam tzv popularnu nauku, malo neshto i za nas laike. Ishchitao sam ovaj stari topic i apsolutno je zanimljiva razmena informacija bila.

Spin, iskreno, se nisam preterano trudio da shvatim kao neshto konkretno, ionako mi je znanje skromno, josh da tako muchim sam sebe...  "Mislite da ste nesto razumeli? Sada dodajte spin..." a kada josh prochitam ovako neshto, manem se corava posla. Pozz