Definição de Electron Spin

O que é Electron Spin?

Electron spin é uma propriedade quântica dos electrões, é uma forma de momento angular, a magnitude deste momento angular é permanente.Tal como a carga e a massa de repouso, o spin é uma propriedade fundamental e invariável do electrão.

Como método de ensino, os instrutores por vezes comparam o spin do electrão à terra girando no seu próprio eixo a cada 24 horas.Se o electrão rodar no sentido horário no seu eixo, é descrito como spin-up; no sentido anti-horário é spin-down. Esta é uma explicação conveniente, se não for totalmente justificável matematicamente.

O momento angular do spin associado ao spin do electrão é independente do momento angular orbital, que está associado ao percurso do electrão em torno do núcleo.

O spin do electrão não é utilizado para definir conchas de electrões, sub-conchas, ou orbitais, ao contrário dos números quânticos n, l, e ml.

Electron Spin vs Electron Spin Quantum Number

Electron spin e o número quântico do spin de electrões são frequentemente tratados como uma e a mesma coisa. Ambos são números quânticos.

– spin do electrão tem o símbolo s

– o número quântico do spin do electrão tem o símbolo ms.

s

Electron spin, s, tem apenas um valor possível. Esse valor é ½. Tal como a massa e carga de repouso do electrão, o spin não varia.

ms

Não parecido com a massa e carga do electrão, o spin tem uma orientação. A orientação do spin é mostrada pelo número quântico do spin, ms.

ms pode ser positivo ou negativo.

Diferentes formas de expressar ms são para escrever:

– + ou –

– spin-up ou spin-down

– ou

Por exemplo, no diagrama abaixo, o hélio está no seu estado de terra do electrão.

Um dos seus electrões é spin-up, o outro é spin-down. Alternativamente, um dos seus electrões tem spin positivo, o outro tem spin negativo.

É habitual dizer que qualquer electrão num átomo é totalmente caracterizado por quatro números quânticos:

– n: o número quântico principal

– l: o número quântico orbital do impulso angular

– ml: o número quântico magnético

– ms: o número quântico do spin

Não incluímos s, porque o seu valor não varia. É sempre uma metade. Assim, o valor do número quântico do spin, ms, é geralmente escrito como ±½.

The Discovery of Electron Spin

O spin do electrão incorporado ou intrínseco foi detectado pela primeira vez por Otto Stern e Walther Gerlach em 1922. No entanto, a equação da onda de Erwin Schrödinger de 1926 não foi responsável por ela.

Wolfgang Pauli introduziu com sucesso o spin do electrão na mecânica da onda como um complemento.Três números quânticos já estavam em uso; a introdução de Pauli de spin completou a imagem quântica do electrão num átomo de hidrogénio.

Em 1928, a famosa equação relativista de Paul Dirac para o electrão, a Equação de Dirac, produziu spin do electrão como consequência natural da física quântica: spin deixou de ser um complemento.

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