谐振子,角动量及自旋的内涵
胡良
深圳市宏源清实业有限公司
摘要:角动量表达了质点矢径扫过面积速度的大小(或刚体定轴转动的大小);与物体到原点的位移及动量相关。自旋是粒子所具有的内禀性质,并相应地有一个磁场。值得一提的是,自旋与自转(经典力学)比较,其内涵是完全不同的。
关键词:角动量,自旋,磁场,背景空间,不确定性原理
作者:总工,高工,硕士,副董事长
1角动量的内涵
角动量表达了质点矢径扫过面积速度的大小(或刚体定轴转动的大小);与物体到原点的位移及动量相关;角动量(动量矩)是两个矢量的叉乘,体现为右手螺旋法则(在右手坐标系里)。
在不受外力矩作用时,体系的总角动量保持不变;体现为角动量守恒定律(角动量守恒是矢量守恒)。
总之,角动量(动量矩)是表达物体转动状态的量(矢量),其是在通过原点的某一轴上的投影,就是该质点对该轴的角动量(标量)。
对于质点系(或刚体)对某点(或某轴)的角动量来说,其总角动量等于其中各质点的动量对该点(或该轴)之矩的矢量(或代数)和。
角动量的大小取决于转动的速率及转动物体的质量分布。此外,角动量与角度是一对共轭物理量。
而角动量守恒定律则是指,当合外力矩为零时,物体与中心点的连线单位时间扫过的面积不变。
值得注意的是,对于一个孤立量子体系来说,如果其角动量发生变化,则其质量属性也会发生变化。
更进一步,角动量守恒定律从另一个角度揭示了量子三维常数理论的正确性。对于质点(或刚体)来说,角动量守恒定理,实际上就是指,宏观物体的普朗克常数。
三维常数理论被大家认可,让我放心了;因为,这意味着,量子三维常数理论终于可以传承下去了;这点对我来说,很重要。此外,量子三维常数理论是宇宙的终极理论(真正的大统一理论),人类的发展空间变得无限大,这对人类更重要。
显然,物质是不灭的,量纲,[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-2)];基本粒子是不可分割的,基本粒子守恒定理才是物理学定理的核心定理。
量子化(量子场论),空间曲率(广义相对论)及万有引力(牛顿力学)的逻辑,其内涵是相同的;都是量子三维常数理论的具体应用。从另一个角度来看,波函数的线性叠加,万有引力的线性叠加的内涵都是相同的,也体现了量子化的内涵。
2自旋的内涵
自旋是粒子所具有的内禀性质,并相应地有一个磁场。值得一提的是,自旋与自转(经典力学)比较,其内涵是完全不同的。
例如,电子自转,将会产生相应的磁场;电子自旋是一种内禀性质(量子化属性),但是,其自旋的指向可改变。
半整数自旋的粒子称为费米子(例如,电子),整数自旋的粒子称为玻色子(例如,光子)。
自旋(每个粒子都具有内禀的自旋)是一个可观测量;也就是说,基本粒子(具有不可再分的属性)的自旋是基本粒子的内禀属性。
值得注意的是,对于次原子粒子的自旋来说,其自旋是指总的角动量(自旋角动量及轨道角动量之和)。
如果基态电子吸收光子(光子围绕电子运行),就形成激发态电子;此时,激发态电子的自旋角动量将发生变化(量子化变化)。
相反,激发态电子辐射光子就成为基态电子。从另一个角度来看,激发态电子辐射光子的逻辑相当于宇宙的大爆炸理论的逻辑(在真空中);光子离开电子的过程,有一个爆涨(加速运动)过程;然后,光子以光速(宇宙中最大的信号速度)离开电子;如果与另一个光子相碰撞,则有可能形成正负电子对,或,正负质子对,或正反中子对。从而,构成丰富多彩的宇宙。
值得一提的是,电子自旋形成的磁场与质子自旋形成的磁场,磁场的南极(北极)方向正好相反,并且,磁场强度分布有所不同,体现为两者之间的磁距大小不同。
3谐振子的逻辑
从经典力学来看,一个谐振子(一个系统)从平衡位置位移,就会感受到一个正比于位移的恢复力,可用胡克定理表达。
量子谐振子是经典谐振子的延伸;在势场下,在稳定平衡点附近,可用谐振子势来表达。
值得一提的是,基态电子吸收光子,转化为激发态电子,从而导致电子的能量变化(量子化变化)。