VI I bob
Z A R R A C H A L A R N I N G S P IN I V A U L A R N I N G A Y N A N
0 ‘X S H A S H L I G I
7.1. Elektronning spini
0
‘tgan paragraflarda bayon qilgan kvant mexanikasi o ‘ zining aniq
va soddaligiga qaramay bir necha kamchiliklardan holi emas. Shu
kamchiliklardan ikkitasini ко‘rib chiqaylik. Asosiy holatdagi vodorod
atomi (5.40) tenglamaga binoan birga teng b oigan
n
bosh kvant soniga
egadir va
n=
1
bo‘ lganida
1
orbital kvant soni va
nr
radial
kvant soni
nolga teng bo‘ lishlari kerak, chunki (5.40) tenglamaga binoan / van,, lar
noldan kichik qiymatga teng bo‘ lishlari mumkin emas.
Shunday qilib,
vodorod atomining asosiy holati .S’-holat bo‘ ladi. Ushbu holatdagi
vodorod atomlarining dastasini bir jinsli bo‘ lmagan magnit maydoni
orqali o ‘tkazilganda tajribada dasta ikki simmetrik komponentaga
ajraladi.
Lekin
1 -0
boiganida orbital moment bo‘yicha atomlar dastasi
komponentalarga ajralmasligi kerak edi. Agar dastada uyg’ otilgan
holatdagi, masalan
/=1
bo‘ lgan atomlar ham mavjud bo‘ lsa, dasta
m. -
0,±1
qiymatlar soniga mos ravishda uchta komponentalarga
ajralishi kerak edi. Mashhur fiziklar O. Shtem va V.Gerlax tomonidan
1921-yilda o‘ tkazilgan tajribasi ko‘rsatdiki,
asosiy holatdagi kumush
atomlarining dastasi bitta dastaga ham uchta komponentaga ham
ajralmasdan, faqat ikkita komponentaga ajralar ekan. Bu tajriba kvant
mexanikasining rivojlanishiga katta hissa qo‘ shib, fazoviy kvantlanish
mavjudligini va elektronlar hamda atomlar magnit momentlarining
qiymatlari diskret xarakterga egaligini tasdiqladi. Shunday qilib,
atomning holati aslida uchta
n,l,
kvant sonlari bilangina emas, balki
dastaning ajralishini ifodalovchi yana bir kvant soni bilan ham
aniqlanadi. Kvant nazariyasi bilan tajriba natijalari o ‘rtasida mavjud
bo‘ lgan ikkinchi muhirn tafovut Zeyemanning anomal effekti bilan
bog’ langandir.
Yuqorida bayon etilgan atom fizikadagi bir qator kamchiliklami
bartaraf qilish uchun 1925-yilda Ulenbek va Gaudsmit quyidagi g ’ oyani
taklif etishdi.
Ulaming flkriga binoan, elektron orbital harakat miqdori
momentidan tashqari, hususiy harakat miqdori momentiga ham ega.
Elektron har qanday chekli o'lchamlarga ega bo‘ lgan jism kabi uchta
194
ilgarillanma harakat bilan bir qatorda uch y o ‘ nalish b o‘ yicha aylanma
harakat bilan bog’ liq erkinlik darajasiga ham ega b oiish i mumkin.
Kvant mexanikasining tuzilishida o ‘tkazilgan
bir qator tajribalar
natijasidan ma’ lum bo‘ ldiki, elektronning o ‘ ziga xos bo‘ lgan ichki
erkinlik darajasi mavjud. Ushbu ichki erkinlik darajasi elektronning
orbital harakati bilan emas balki qandaydir xususiy mexanik harakat
miqdori momenti bilan bog’ langandir. Bu xususiy mexanik harakat
miqdori momenti elektronning spini deb ataladi. Spin ingilizcha so‘ z
bo‘ lib, o ‘ z o ‘ qi atrofida aylanish degan ma’ noni bildiradi.
Keyingi
paragraflarda k o‘rish mumkinki, spin bilan bog’ langan elektronning
ichki erkinlik darajasi faqat kvant xarakterga ega bo‘ lgan spesifik
xususiyatdir, bu tushuncha hech qanday klassik analoglarga ega emas va
uni klassik nazariya tomonidan hech qanaqasiga
talqin qilish imkoniyati
mavjud emas.
Shtern va Gerlax tajribasida kuzatilgan dastaning ikki karrali
ajralishi elektronning magnit momentining mumkin bo‘ lgan ikkita
oriyentatsiyasi to‘ g ’ risida gapirish imkonini beradi. Dastaning ajralish
kattaligi bo‘ yicha spin magnit momentining qiymatini aniqlash mumkin.
Spin zarrachaning harakat miqdori bilan bog’ langanligi sababli, u ham
har qanday harakat miqdori momenti kabi kvantlanishi kerak.
Shuning
uchun, agar
