Ich lese diesen Artikel: Die Natur des Elektrons von Don Lincoln in The Physics Teacher, Band 54 (2016), S. 203, und ich stieß auf den Teil, in dem er davon spricht, das magnetische Moment des Elektrons zu messen, indem man es in ein magnetisches Feld bringt.
Ein magnetisches Moment in einem externen Magnetfeld erfährt ein Drehmoment, wodurch es (das magnetische Moment) um die Richtung des externen Felds präzediert. Das macht Sinn, außer dass das magnetische Moment des Elektrons proportional zu seinem Spin ist. Führen wir also nicht effektiv eine Messung des Spins eines Elektrons durch, wenn wir es in ein Magnetfeld bringen, um sein magnetisches Moment zu messen? Sollte es dann nicht wählen müssen, entweder ausgerichtet oder anti-ausgerichtet mit dem externen Magnetfeld zu sein, so wie wir, wenn wir den Spin entlang einer beliebigen Achse messen, entweder Spin nach oben oder Spin nach unten finden? Wenn dies der Fall ist, sollte es anscheinend nicht präzedieren, da das Drehmoment null wäre.
Lassen Sie das Magnetfeld in der sein Richtung. Berechnet man die Erwartungswerte von Und , stellen Sie fest, dass sie eine Zeitabhängigkeit haben während der Erwartungswert von ist konstant.
Explizit ist der Hamiltonian . Unter Verwendung der Heisenberg-Bewegungsgleichung
Soweit ich weiß, ist das äußere Magnetfeld, das ein Drehmoment auf das magnetische Moment erzeugt, nicht unbedingt der Grund für seine Präzession um die Richtung des Magnetfelds. Das magnetische Moment eines Elektrons ist proportional zu seinem Spin und seiner Drehbewegung um den Kern. Wenn also ein externes Feld darauf einwirkt, neigt es dazu, sich in Richtung des Feldes auszurichten. In einem Atom dreht sich das Elektron um den Kern, ähnlich wie ein kreisförmiger Draht mit Strom I. Dieser Strom erzeugt das magnetische Moment. Normalerweise (in Drähten) ist das magnetische Moment senkrecht zur Oberfläche der Schleife und richtet sich nach dem Gleichgewicht an der Feldrichtung aus (z. B. in der z-Achse). In Atomen fügt das Quantenunschärfeprinzip jedoch Beschränkungen zur Unsicherheit der Position des Elektrons in Bezug auf die z-Koordinate hinzu, und so um ihn herum, was das erzeugt, was wir "Präzession" nennen. Aber die durchschnittliche Richtung dieser magnetischen Momente wird auf das Magnetfeld ausgerichtet sein.