Спин электрона. 
Электромагнетизм, оптика, квантовая физика

Экспериментально и теоретически установлено, что электрон, являясь элементарной (т.е. неделимой) частицей, в то же время обладает внутренней структурой. Это проявляется в том, что он может находиться в различных внутренних состояниях. Таких состояний всего два. До тех пор, пока отсутствуют какие-либо внешние воздействия на электрон, обнаружить, в каком именно из этих двух состояний находится электрон, невозможно.

Для объяснения экспериментальных фактов предполагают, что электрон обладает собственным моментом импульса, который обозначают L, и называют спином (от англ, spin — верчение, кружение). Модуль Ь₉ этого вектора можно вычислить по формуле.

которая аналогична формуле (21.7) для орбитального момента импульса. В формуле (21.22) квантовое число s принимает только одно значение:

Таким образом, модуль спина электрона.

Проекция L_l% спина на направление z, задаваемое внешним магнитным полем, определяется формулой, которая аналогична формуле (21.8):

где спиновое квантовое число тп₉ может принимать только два значения:

Именно число га, служит характеристикой внутреннего состояния электрона.

Электрон обладает также собственным магнитным моментом Д, который связан с его спином соотношением.

При этом модули векторов Д, и L, относятся друг к другу как.

Это отношение называется спиновым гиромагнитным отношением. Как видно, оно в два раза больше орбитального гиромагнитного отношения.

(21.19).

Из формул (21.22), (21.23) и (21.24) найдем, что модуль р_а собственного магнитного момента р_а электрона и его проекция p_St на направление г определяются формулами.

где Величину рв называют магнетоном Бора.

Полный момент импульса электрона L_; равен векторной сумме орбитального момента импульса L = Li и спина L

Модули векторов L / и L ₉ определяются формулами.

где 8 = ½. Модуль вектора L_; определяется аналогичной формулой в которой квантовое число j может принимать значения:

При / = 0 квантовое число j принимает только одно значение:

При / ^ 0 число j может принимать значения:

Полный магнитный момент электрона равен сумме орбитального р. = fii и спинового p_t магнитных моментов:

В силу соотношений (21.20) и (21.24) вектор полнот магнитного момента электрона не коллинеарен вектору полного механического момента L _;.