II. Mơ tả giải pháp
2. Mơ tả giải pháp sau khi cĩ sáng kiến
2.4.5. Spin của electron:
Bài tốn cấu trúc nguyên tử hidro sẽ được giải quyết đầy đủ nếu giải thích được đầy đủ cấu trúc tinh vi cuả các vạch phổ, hiệu ứng Zêman.
Hiệu ứng Zeeman: Quang phổ của Hidro thuộc dãy Banme tách thành hai vạch rất sát nhau, hoặc khi Hidro đặt trong từ trường ngồi mỗi vạch tách thành 3 phần, trong đĩ hai phần mới xuất hiện nằm đối xứng hai bên thành phần ban đầu. Để giải thích chúng:
-Năm 1925 Goudsimith và Uhlembeck đưa ra giả thuyết: “ Ngồi momen
quỹ đạo của electron cịn cĩ momen động lượng riêng gọi là spin ( do electron tự quay quanh trục đối xưng của nĩ gây ra) và Spin cĩ giá trị:
S=1
2
-Năm 1928, Dirac đã tìm ra kết quả đúng là electron cĩ Spin và momen từ riêng, tuy nhiên Spin khơng liên quan gì tới chuyển động tự quay của electron, mà Spin là một thuộc tính đăc trưng gắn liền với bản chất của hạt vi mơ. Trong đĩ, electron chỉ là một trường hợp.
-Theo Dirac, Spin của electron nhận giá trị: S = (s+1)s với s=1/2 =>q, s gọi là số lượng tử Spin. Ta thấy S giống với L= l l( )+1 , nhưng L nhận nhiều giá trị cịn S chỉ nhận một giá trị. Lượng tử số spin s của electron s=1/2, nên electron cĩ spin bán nguyên. Khi đặt trong tử trường ngồi, tương tự momen quỹ đạo cĩ (2l+1) giá trị định hướng trong từ trường thì Spin chỉ cĩ 2s+1=2 cách định hướng trong từ trường.
-Thành phần Sz của Spin nằm dọc theo trục z ( phương của từ trường ngồi) được xác định: Sz=ms ( ms là số lượng tử từ riêng, nhận các giá trị
ms=
2 1
.
- Vì electron mang điện nên ứng với momen động lượng riêng cĩ một momen từ riêng s: S m e e s = .
Hình 7. Trạng thái tự xoay của electron
- Ý nghĩa: đặc trưng chuyển động riêng của electron, tức là sự tự quay quanh trục của electron. Electron tích điện nên khi tự xoay sẽ phát sinh từ trường ,chiều của vectơ moment từ μ theo qui tắc vặn nút chai.
- Giá trị: ms = ± ½ ứng với hai chiều quay thuận và nghịch với chiều kim đồng hồ.( vì chỉ cĩ hai chiều tự xoay nên ms chỉ cĩ hai giá trị )