بسم الله الحمد لله و الصلاة و السلام على رسول الله صلى الله عليه و على أله و سلم
السلام عليكم و رحمة الله تعالى و بركاته
بقى من الخطوط العامة لميكانيكا الكم الحركة المغزلية للجسيمات الكمية
1- فكيف تم الاستدلال على تلك الحركة الذاتية للجسيمات و التي هي كما فهمت مستقلة عن المسار العام لحركة الجسيم، و هي بذلك لا تعتمد على حركة الجسيم بقدر ما تعتمد على طبيعة هذا الجسيم .
الحركة المغزلية حركة مستقلة عن مسار الجسيم ، و قد تم الاستدلال عليها بتجربة ستيرن و جيرلاخ الشهيرة لأول مرة بالنسبة لمعدن الفضة المعرضة لحقل مغناطيسي غير متجانس - الواقع كان هدف التجربة أولا حساب العزم المداي و تأثره بالحقل المغناطيسي - و وفقا لنظرية العزم المداري في نظرية الكم - قياس العزم المداري المقدار المكمم - فان عدد اللطخات سيساو لعدد نتائج القياسات التي نحصل عليها 2L+1
و هو عدد فردي اذ أن L عدد صحيح ، و لكن كانت مفاجأتهما كبرى اذ وجدا عددا زوجيا من اللطخات ما يدل على أن العزم نصف صحيح
اعتبرا في البداية أن هذا اللف هو عبارة عن لف ذاتي - دوران الجسيم حول نفسه غير أن هذا التفسير الخاطئ خطير جدا اذا اعتبرناه ، و سأقوم بالاقباس من مشاركتي في هذا الشأن في موضوع الجسيمات الأولية للأستاذ رشوان محمود ، و فيها نقد مبسط لكون اللف المغزلي مكافئا لهذا النوع من الدوران على وجهين
- السلام عليكم اخوتي الكرام و رحمة الله تعالى و بركاته ، أستسمح أستاذنا الفاضل بالاجابة على مسألة كيفية معرفة كون الالكترون ليس جسيما أوليا كالأتي
لكي يكون الالكترون جسيما مركبا فان اول شرط يجب أن يحققه الالكترون هو أن يكون لديه أمتداد في الفضاء أي أبعاد ، ويمكن البرهنة باستعمال استنتاجات بسيطة أن أي امتداد للالكترون فضائيا بالأسلوب المعروف عندنا يتناقض مع أبرز قوانين الفيزياء
لنفرض ان للالكترون شكلا كرويا ذو نصف قطر R وشحنة -e ، عندئذ تكون طاقته الكهروستاتسكية متناسبة مع e²/R
- يمكن حساب الطاقة الكهروستاتيكية للالكترون بنفس الطريقة التي نحسب بها الطاقة الداخلية لكرة مشحونة ذات كثافة شحنية منتظمة -
يمكن استخلاص قيمة تقريبية لنصف قطر الالكترون باعتبار طاقة سكون E=mC² مساوية لطاقته الكهروستاتيكية
بما أن للالكترون امتداد فضائيا فيمكن ارفاق عزم مداري L من رتبة ثابتة بلانك المختزلة h' من أجل تحديد سرعته الخطية v
L=mvR
طبعا هذا التقريب جائز ما دمنا نتعامل مع القيم المتوسطة للمقادير الفيزيائية ، وستكون مفاجئتنا كبيرة عندما نرى بأن هذه السرعة تتجاوز سرعة الضوء ، و هو الامر الذي ترفضه النظرية النسبية ، اذ بما أننا تمكنا من رصد الحركة الدورانية للالكترون كما افترضنا ذلك في استنتاجاتنا فلا ينبغي لهته السرعة أن تتجاوز سرعة الضوء.
ملاحظات:
1- لا تستعمل عزما مداريا مساويا للعزم لذاتي - الاسبين - الخاص بالالكترون فذلك لا يعتبر دورانا في الفضاء بالمعنى الصحيح للكلمة ، بل هو عبارة عن دوران مرفوق بتناظر مركزي .
2- أترك الحسابات للمهتمين فهي تعتبر مغامرة مسلية.
-
الا أن اللف المغزلي يمتلك تصرفات عزم كعلاقة المبادلات ، التفاعل مع الحقل المغناطيسي ، كما لا ينحفظ العزم المداري وحده بل ينحفظ مجموع العزمين المداري و اللف المغزلي للجملة الكمية المعزولة ، كما لا يمكننا أن ننظره بأي شبه كلاسيكي لأن هذه الخاصية تختفي لما نقوم بالانتقال من الاطار الكمي للكلاسيكي - ثاب بلانك يؤوول للصفر - ،
اللف الذاتي المساو لنصف الوحدة لا يمثل دورانا في الفضاء بل يمثل دورانا مرفوقا بتناظر انقلابي ، و هو ما يخرق قانون انحفاظ العزم المداري للجسيم المعزول فيما لو عاملنا اللف المغزلي نصف صحيح كعزم مداري
أما سؤالك الأخر أختاه فأرجوا توضيحك أكثر فلم أفهم مقصودك بشكل جيد و أعتذر لتأخري في الرد
تمت بعون الله و حفظه و الحمد لله رب العالمين