Spin

[rene.eichler2]

Hallo ich hab mal eine Frage zum Spin

Was soll das sein? Die Drehrichtung der Teilchen? Wie der Name sagt?

Ich komme da nicht ganz mit.
Mal angenommen wir haben ein Teilchen wie ein Elektron das dreht sich rechtsherum . Wenn ich es auf den Kopf stelle dreht es sich links herum.

Man könnte demnach ja garnicht urteilen ob das Teilchen positiven oder negativen Spin hat.
Außer das Teilchen hätte eine Nord und Südpol den man feststellen kann.
Dann könnte man sagen wenn der Nordpol oben ist und sich das Teilchen linksrum dreht hat es negativen Spin und wenn es rechtsrum dreht, positiven.

LG René

[Hawkwind]

Der Spin eines Teilchens ist immer >= 0.
In der Quantenmechanik definiert die Größe des Spins die Anzahl Zustände, die es bei ansonsten gleichen Quanten Zahlen annehmen kann.
Bei
Spin=0 : 1
Spin=1/2 : 2
Spin=1; 3
etc.
Diese Zustände unterscheiden sich voneinander durch unterschiedliche Werte der Projektion des Spins auf die z-Achse. Für Spin 1/2 sind Sz = +1/2 und Sz = -1/2 möglich. Für Spin=1: Sz=-1, 0, +1 etc..

[rene.eichler2]

In der Quantenmechanik definiert die Größe des Spins die Anzahl Zustände, die es bei ansonsten gleichen Quanten Zahlen annehmen kann.
Was sind das für Zustände? Wie sehen die aus?
Außer das es unterschiedliche Werte in einer Tabelle sind?
Ich kann mir darunter bildlich nichts Vorstellen.
Also wenn ich es mal ganz einfach formuliere ist der Spin nur ein Begriff für bestimmte Werte in deiner Tabelle. ?

mfG René

[Philipp Wehrli]

Hallo ich hab mal eine Frage zum Spin

Was soll das sein? Die Drehrichtung der Teilchen? Wie der Name sagt?

Ich komme da nicht ganz mit.
Mal angenommen wir haben ein Teilchen wie ein Elektron das dreht sich rechtsherum . Wenn ich es auf den Kopf stelle dreht es sich links herum.

Man könnte demnach ja garnicht urteilen ob das Teilchen positiven oder negativen Spin hat.
Außer das Teilchen hätte eine Nord und Südpol den man feststellen kann.
Dann könnte man sagen wenn der Nordpol oben ist und sich das Teilchen linksrum dreht hat es negativen Spin und wenn es rechtsrum dreht, positiven.

LG René
Du hast schon richtig erkannt: Der Spin ist immer nur relativ zu einer Richtung bestimmt. Allerdings ist der Spin erst bestimmt, wenn du eine Messung durchführst. Was damit gemeint ist, siehst du am besten an einem Experiment:
http://homepage.hispeed.ch/philipp.wehrli/Physik/Quantentheorie/Komplementare_Grossen/komplementare_grossen.html

Das Besondere ist: Wenn du eine Messung durchführst, also die Teilchen durch einen Stern-Gerlach schiesst, benimmt sich das Teilchen immer entweder so, wie wenn sein Spin genau in Richtung des Magnetfeldes steht oder genau in entgegengesetzter Richtung.

In manchen Physikbüchern steht, der Spin sei etwas anderes als ein Drehimpuls. Wenn du aber den Gesamtdrehimpuls eines Atoms berechnen willst, musst du die Spins der Teilchen dazu zählen. Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenzahl#Gesamtdrehimpulsquantenzahl_des_Atoms

[Hawkwind]

Was sind das für Zustände? Wie sehen die aus?


Ich schrieb doch bereits
"Diese Zustände unterscheiden sich voneinander durch unterschiedliche Werte der Projektion des Spins auf die z-Achse. Für Spin 1/2 sind Sz = +1/2 und Sz = -1/2 möglich. Für Spin=1: Sz=-1, 0, +1 etc.."

Das bekannteste Beispiel sind wohl die Elektronorbitale im Atom. Da das Elektron Spin=1/2 hat, kann jedes Orbital von 2 Elektronen besetzt werden (eines mit Spin Down und eines mit Spin Up).

[Hawkwind]

Das Besondere ist: Wenn du eine Messung durchführst, also die Teilchen durch einen Stern-Gerlach schiesst, benimmt sich das Teilchen immer entweder so, wie wenn sein Spin genau in Richtung des Magnetfeldes steht oder genau in entgegengesetzter Richtung.


Darin sehe ich nichts Besonderes; der Versuch entspricht einer Messung des magnetischen Moments und damit der z-Komponente des Spins (wenn das angelegte Feld in z-Richtung zeigt). Eine Messung erzwingt einen scharfen Wert der gemessenen Observablen - diese ist hier die z-Komponente des Spins ... und wie gesagt: wegen Spin 1/2 kann sie nur 2 Werte annehmen: parallel oder antiparallel zum angelegten Feld.
Hätten die einlaufenden Teilchen Spin 1, so würden wir entsprechend 3 Orientierungsmöglichkeiten beobachten: parallel, antiparallel oder Null.

[Philipp Wehrli]

Darin sehe ich nichts Besonderes; der Versuch entspricht einer Messung des magnetischen Moments und damit der z-Komponente des Spins (wenn das angelegte Feld in z-Richtung zeigt). Eine Messung erzwingt einen scharfen Wert der gemessenen Observablen - diese ist hier die z-Komponente des Spins ... und wie gesagt: wegen Spin 1/2 kann sie nur 2 Werte annehmen: parallel oder antiparallel zum angelegten Feld.
Hätten die einlaufenden Teilchen Spin 1, so würden wir entsprechend 3 Orientierungsmöglichkeiten beobachten: parallel, antiparallel oder Null.
In der klassischen Physik ist dies nicht so. Das meine ich mit 'besonders'.

[Hawkwind]

Okay, verstehe - da hast du natürlich recht.
Gruß,
Hawkwind