论文微观粒子自旋其应用是关于本文可作为微观粒子自旋方面的大学硕士与本科毕业论文微观粒子的自旋数论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要：本文先通俗地介绍我们日常生活中遇到的转动运动及其主要特征,再进一步转向微观粒子运动,介绍其不同于宏观物体运动的特点,并说明需要一种新的理论—量子力学来描述微观粒子的运动.在此基础上,再介绍微观粒子的转动运动及其自旋.最后,简单介绍自旋在若干方面应用的例子.
关键词：转动；宏观与微观；自旋；量子力学描述
一、在高速转动的世界中生活
“不识庐山真面目,只缘身在此山中.”如果你对你的朋友说我们无时无刻不处在一个高速转动的世界中,有的朋友会认为你神经系统出了毛病,其实是你的朋友自己有问题.
我们都住在地球上,日复一日、年复一年地跟着地球以每小时1674公里的速度（赤道附近）绕地球自转轴转动着.这比最快的汽车速度还要快十倍以上,算起来差不多一昼夜转40073公里,恰好是诗人说的“坐地日行八万里”呀！地球一年还要绕太阳转一大圈,这一圈是九亿多公里,每小时差不多要跑十万零八千公里,比孙悟空一个跟斗的距离还大一倍.现在的小学生都知道,每天的日出日落说明地球在自转.
如果不是伟大的科学家哥白尼等人的贡献,这种日出日落现象也许会长期被解释为太阳绕地球转动.在看不见太阳的阴天和夜间怎么知道我们和地球在一起转动呢?聪明的人们曾设计了各种物理实验来观察和证明地球自转.
例如,在一座精心设计的完全垂直于地面的高塔顶上,选一个风平浪静的天,从塔顶沿塔的东西墙面中线垂直落下一个很重的铅球.结果发现,铅球落地时,总不落在塔基的正中,球落点总要在塔基中心线向东偏一点（如200米高的塔,大概偏移为5厘米）,使人觉得这个高塔像比萨斜塔那样不垂直于地面,是塔建歪了吗?不是.这是因为塔和地球在一起由西向东转动,塔尖离过地心的转轴的距离比地面离转轴的距离更大,因此塔尖（以及放在塔尖的铅球）绕转轴转动的线速度比地面转动的线速度大.当铅球脱手下落时,除了受地心引力垂直下落外,还要带着这一点线速度的差别,所以总要向东偏一点.这个实验比较直观地证明了地球在自转.其他的试验,像大学物理都要讲的、并在许多天文馆展出的傅科摆,也能很形象地说明地球的自转.
我们在高速转动的地球上会受到多种力的作用,你可能首先会想到,随地球高速转动,人们会受到惯性离心力作用.我们在夏天能稳坐在树荫下的沙发椅上乘凉,说明圆周运动产生的惯性离心力和地球对我们的吸引力及地面对我们的反作用力互相平衡.
因此,我们既没有离心力将我们向外抛的感觉,也感觉不到地球的向心力将我们向里吸.除此以外,如果我们在高速转动的世界中运动,还会受到一种特有的力,这种力叫作科利奥里力.
在北半球,从西向东运动的物体会受到一个向运动方向右侧偏转的力,这就使从西向东流的河流右岸（顺着河流流动方向观察）受到更严重的冲刷.一水盆装满水,若在盆底开一个口,水迅速往外泄漏时,会在水面上产生一个旋涡,而且在南半球和北半球旋涡旋转方向不一样.这也是由于科利奥里力的作用,水从不同方向流向开口处,流向不同受到的科氏力的方向也就不同,这样就会形成旋涡.
其实,我们前面举的从塔顶掉下铅球向东偏移的例子,也可理解为铅球在塔尖和在地面的转动角动量（见下文）发生了变化,只有铅球受到一个力矩的作用才能发生这样的变化,这个力矩正是由西向东的科利奥里力提供的.
一个物体绕某一点或一个轴作圆周运动,它具有动量和动量矩.人们通常也将动量矩叫作角动量.物体绕着过自身的轴转动,就称它具有的角动量为自旋角动量,常常简称为自旋.
本文中我们将反复地和自旋打交道.物体运动的角动量可以规定为一个向量（矢量）,它的大小由转动物体的转动惯量（与之对比,作直线运动物体有惯性,也可叫作惯量）及转动速度决定.如果将右手伸开,四个手指微微顺着转动方向弯曲,那么大姆指所指的方向就是角动量矢量的方向.角动量的大小和方向都不会轻易改变,只有受到一定的外力矩时才会改变.没有外力矩作用时角动量是不变的,这就叫角动量守恒.
轮船在大海中长期航行时怎么知道它自身的位置呢?怎么导航呢?用什么做参照物呢?若是晴朗的夜空还可以靠特定的一组星星（如北斗星）的方位来确定航行方向,但若是赶上看不见星空的天气或是潜入水下的潜艇就毫无办法了.轮船导航长期使用的办法是陀螺导航仪,高速旋转的陀螺在船只航行过程中始终保持角动量方向不变,由它可确定轮船前进的方向.
二、离经叛道的微观粒子
著名球星迈克尔·乔丹能够以很高的成功率将对方掷出的篮球阻断,是因为他牛顿力学“学得好”,只要他准确知道篮球此时此刻的位置和速度（包括方向）,就可以知道下一秒钟篮球会在什么位置,准时地跳到那个位置就可以抓个正着.将篮球换成足球、垒球或更小的乒乓球,它们还是有同样的运动规律,都服从牛顿力学的规律.
如果我们将球不断地变小,会发生什么变化呢?会不会出现哲学家说的量变到质变呢?著名哲学家黑格尔举过一个例子,给一头毛驴背上的袋子添加谷子,一粒一粒地加上去,开始的很长一段时间,毛驴都不会感到有多大变化.不断地加下去,袋子越来越重.当加到某一粒谷子时,毛驴终于承受不住而被压倒了,这就是从量变到了质变.
当我们将球做得只有一个小分子（或者所有比分子还小的粒子,这种粒子我们统称为微观粒子）那么大时,奇迹就发生了.我们如果确定分子某时某刻的准确位置,就完全不知道它的动量（速度）.这不是因为我们受测量技术的限制,而是从原理上就根本无法测量.
反过来,如果准确地知道了分子的动量,就完全不知道它在什么地方,即不能同时准确知道微观粒子的位置和动量.这时,即使是比乔丹高明十倍的运动员或是十分聪明的科学工作者,也难以抓到一个具体的微观粒子了.
我们都知道光是一种波,它能像水波一样发生干涉、衍射等波动现象.我们看见的肥皂泡或水面漂浮的油膜呈五颜六色,这就是光波干涉的结果.我们还知道光会产生光电效应.即便很弱的光,只要波长够短（紫光比红光波长更短）,就能从金属表面打出一个一个的电子.常见的光电管就是光照产生电流的一种元件.
总结:本文关于微观粒子自旋论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
参考文献：
1、 微观粒子自旋其应用 摘 要：本文通俗地介绍日常生活中遇到的转动运动及其主要特征，进一步转向微观粒子运动，介绍其不同于宏观物体运动的特点，并说明需要一种新的理论—量子。
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