전자의 스핀운동 표현의 기준

전자의 스핀운동 표현의 기준

작성일 2012.09.14댓글 1건
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전자의 스핀운동을 표현하는 왼쪽과 오른쪽, 업과 다운에 대한 기준이 무엇인지 알고 싶습니다.

질문1. 전자의 스핀운동 방향을 "왼쪽으로 돈다"/"오른쪽으로 돈다"고 표현하는 경우가 있던데, 이때 왼쪽과 오른쪽을 정하는 기준은 무엇입니까? 또 왼쪽으로 도는 전자를 왼손잡이라고 표현하는 것이 일반적인지요?


질문 2. 파울리배타의 원리에서 전자의 상태에서 업스핀/다운스핀으로 표현하던데, 이때 업과 다운의 기준은 무엇입니까?


질문3. [질문1]의 왼쪽으로 회전/오른쪽으로 회전과 [질문2]의 업스핀/다운스핀은 동일현상의 다른 표현인지, 아니면 다른 현상을 표현하는 개념인지요?


물리를 잘 아시는 분에게 도움을 받고 싶습니다. 또한 그림을 통해서 보충설명을 해주시면 더욱 고맙겠습니다.


#전자의 스핀운동

profile_image 익명 작성일 -

물리에서 자연현상을 표현하기 위해서는 먼저 기준계(또는 좌표계)를 정합니다. 기준계를 정한다는 것은 원점을 정하고 좌표축의 +방향을 정한다는 의미입니다. 이때 원점이나 좌표축의 방향은 어떻게 정하건 상관이 없습니다.

 

질문1. 전자의 스핀을 말할 때 기준은 내가 정한 좌표계의 +z축 방향입니다. +x축과 +y 축 방향은 내 마음대로 정할 수 있는데, +z축 방향은 +x축 방향에서 +y 축 방향으로 오른나사를 돌릴 때 나사가 진행하는 방향으로 정해야 합니다. 이것이 오른손 좌표계입니다. 그러면 +z 축 꼭대기에서 볼 때 시계 방향으로 회전하면 오른쪽으로 돈다, 시계 반대방향으로 회전하면 왼쪽으로 돈다고 말합니다. 왼쪽으로 도는 전자를 왼손잡이라고 표현하는 것은 전혀 일반적이지 않습니다.

 

질문2.  회전의 방향은 회전시켰을 때 오른나사가 진행하는 방향으로 말합니다. 그래서 +x축 방향에서 +y축 방향으로 회전하면 오른나사가 +z 축으로 진행하는데, 이 스핀을 스핀 업이라고 합니니다. 반대방향으로 회전하면 오른나사가 -z 축으로 진행하는데 이 방향을 스핀 다운이라고 말합니다.

 

질문3. 왼쪽으로 도는 경우는 스핀업, 오른쪽으로 도는 경우는 스핀 다운을 말합니다. 똑같은 것을 두 가지로 표현한 것입니다.

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