Weee bucanieri fastoni,
ma che cazzo sono le interazioni spin orbita? Questa quantistica mette a dura prova i miei neuroni già provati dai cannabinoli. Leggendo sui libri non ho trovato niente di convincente, inoltre chiedendo a dei docenti ho avuto dei pareri discordanti. Vediamo icchè dicono:
Docente1: "Siccome gli operatori S e L commutano si postula che non possano interagire tra loro (nel senso ovviamente di scambi energetici). Nel momento in cui sono sottoposti ad un campo esterno fornisco il mezzo x farli comunicare e così si crea un termine di interazione"
Attenzione ci si sta riferendo ad L e S di una stessa particella. Il fenomeno quindi è che si osserva sperimentalmente che: quando applico UN CAMPO B su una particella L e S scambiano energia sennò no.
Docente2: "L'interazione spin orbita è qualcosa che si misura sperimentalmente su sistemi atomici. Si da un'intepretazione relativistica come energia scambiata dal campo che si osserva generato dal protone in moto nel sistema di riferimento dell'elettrone (atomo idrogenoide). Se applico un campo esterno B l'interazione spin-orbita NON cambia".
Se ha ragione 2, allora non si riesce a inquadrare il fenomeno nell'ottica generale. Infatti verrebbe inserito come "nell'atomo succede questo" scollegandolo dalla fenomenologia di un campo e.m (solo così infatti resterebbe invariata durante l'applicazione di un campo esterno).
Ll.
ho appena finito 4 ore in cui ho spiegato meccanica quantistica a un amico :morning:
sono svangato, quando torno in possesso delle mie facolta' intellettive azzardo una risposta
sono svangato, quando torno in possesso delle mie facolta' intellettive azzardo una risposta
Oh ripigliati senno fondi :-)
ma fai teorica?
dove la fai?
Ll.
ma fai teorica?
dove la fai?
Ll.
facevo fisica teorica a milano bicocca. 
ora faccio il disoccupato
ho dato una rapida occhiata, visto che non mi ricordo un gran che : non vedo la necessita' di introdurre un campo esterno per analizzare l'interazione spin orbita 
di solito, quanto introduco il campo magnetico esterno, non vado a studiare l'effetto zeeman e paschen-bach (o come salcazzo si scrive )?
ora faccio il disoccupato
ho dato una rapida occhiata, visto che non mi ricordo un gran che
: non vedo la necessita' di introdurre un campo esterno per analizzare l'interazione spin orbita di solito, quanto introduco il campo magnetico esterno, non vado a studiare l'effetto zeeman e paschen-bach (o come salcazzo si scrive
)?
beh, innanzi tutto si puo dire che introducendo il momento angolare di spin sorge subito il problema della conservazione del momento dato che in questo sistema si parla di conservazione del momento totale e quindi del vettore J=L+S, anchesso quantizzato ecc.
Quindi a priori non è detto che S ed L non interagiscano in un qualche modo tale da mantenere il momento costante
In secondo luogo puoi vedere questo fenomeno come un interazione tra il dipolo magnetico di spin dell elettrone e il campo magnetico interno dell atomo: è un interazione relativamente debole che genera la cosidetta struttura fine.
L'esistenza del campo magnetico interno la si capisce facilmente mettendosi in un sistema di riferimento solidale con l elettrone e osservando quindi care positivi in movimento.
Per quanto riguarda invece il dipolo magnetico di spin basta pensare all'esperimento di Stern-Gerlack in cui si osserva che un fascio di atomi di idrogeno, in un campo magnetico non uniforme, subisce una forza traslazionale tale da dividerlo in due, proprio come la quantizzazione dello spin dell elettrone
Quindi a priori non è detto che S ed L non interagiscano in un qualche modo tale da mantenere il momento costante
In secondo luogo puoi vedere questo fenomeno come un interazione tra il dipolo magnetico di spin dell elettrone e il campo magnetico interno dell atomo: è un interazione relativamente debole che genera la cosidetta struttura fine.
L'esistenza del campo magnetico interno la si capisce facilmente mettendosi in un sistema di riferimento solidale con l elettrone e osservando quindi care positivi in movimento.
Per quanto riguarda invece il dipolo magnetico di spin basta pensare all'esperimento di Stern-Gerlack in cui si osserva che un fascio di atomi di idrogeno, in un campo magnetico non uniforme, subisce una forza traslazionale tale da dividerlo in due, proprio come la quantizzazione dello spin dell elettrone
Ma in quantistica esistono leggi di conservazione di momento angolare e impulso nei sistemi? L'indeterminazione non gioca a sfavore?
> In secondo luogo puoi vedere questo fenomeno come un interazione tra il dipolo magnetico di spin dell elettrone e il campo magnetico interno dell atomo:
Ma c'è un altro termine che ha quel signficato fisico, ed è il B scalar S.
> L'esistenza del campo magnetico interno la si capisce facilmente mettendosi in un sistema di riferimento solidale con l elettrone e osservando quindi care positivi in movimento.
Mmmmh.. non così facilmente. Non mi piace dire "esiste un campo magnetico se mi metto in questo sistema qui". Cmq devo ancora far chiarezza sui campi che appaiono o scompaiono a seconda dei sistemi in cui mi piazzo, ci penso un pò semmai poi riposto.
Ll.
> In secondo luogo puoi vedere questo fenomeno come un interazione tra il dipolo magnetico di spin dell elettrone e il campo magnetico interno dell atomo:
Ma c'è un altro termine che ha quel signficato fisico, ed è il B scalar S.
> L'esistenza del campo magnetico interno la si capisce facilmente mettendosi in un sistema di riferimento solidale con l elettrone e osservando quindi care positivi in movimento.
Mmmmh.. non così facilmente. Non mi piace dire "esiste un campo magnetico se mi metto in questo sistema qui". Cmq devo ancora far chiarezza sui campi che appaiono o scompaiono a seconda dei sistemi in cui mi piazzo, ci penso un pò semmai poi riposto.
Ll.
se sei in un autostato del momento angolare o dell'impulso e l'hamiltoniana commuta con l'operatore L o con l'operatore p, resterai sempre in un autostato durante l'evoluzione del sistema, con conseguente conservazione della quantita'
sinceramente anch'io non impazzisco per questo tipo di spiegazioni, pero' di fatto non e' scorretta. in fin dei conti e' esattamente quello che succede se fai i conti corretti con le trasformazioni di lorentz ( o almeno questo e' quello che suppongo, visto che non li ho mai fatti
. in ogni caso devono essere stati fatti anche solo per il semplice fatto che nel risultato viene tenuto conto delle precessione di thomas, che corregge il risultato che tu trovi facendo i conti)cmq alla fine non hai risposto alla mia domanda
non capisco perche' ci debba essere la necessita', come dici nel primo post, di un campo esterno nello studio dell'interazione spin-orbita
Ok per la conservazione, l'ho capita!
> non capisco perche' ci debba essere la necessita', come dici nel primo post, di un campo esterno nello studio dell'interazione spin-orbita
L'effetto zeeman (la cui interpretazione teorica è l'interazione spin orbita) si osserva sottoponendo un materiale all'azione di un campo magnetico esterno.
Quindi pensavo servisse a qualcosa :-)
Ll.
> non capisco perche' ci debba essere la necessita', come dici nel primo post, di un campo esterno nello studio dell'interazione spin-orbita
L'effetto zeeman (la cui interpretazione teorica è l'interazione spin orbita) si osserva sottoponendo un materiale all'azione di un campo magnetico esterno.
Quindi pensavo servisse a qualcosa :-)
Ll.
no, ti stai confondendo.
l'interazione spin-orbita e' esattamente quella che si ha tra il momento magnetico dovuto allo spin dell'elettrone e al campo magnetico che l'elettrone stesso vede a causa del suo stesso momento angolare. questa correzione ai livelli dell'atomo e' sempre presente, che ci sia o meno un campo magnetico esterno. e' parzialmente responsabile della "struttura fina" ( a me la chiamavano con questo nome orripilante la "fine structure", e cmq qui sto citando spudoratamente un libro di testo
)
l'effetto zeeman invece si verifica in presenza di un campo magnetico esterno, ma, sebbene coinvolga il momento magnetico dell'elettrone (dovuto sia al suo "moto circolare" che al suo spin), porta un ulteriore shift dei livelli energetici rispetto a quello dovuto all'interazione spin-orbita.
disclaimer: le mie affermazioni seguono dai vaghi ricordi che ho + rapida consultazione di qualche libro di testo. io sono convinto della loro correttezza, ma non mi assumo responsabilita' di eventuali cazzate
l'interazione spin-orbita e' esattamente quella che si ha tra il momento magnetico dovuto allo spin dell'elettrone e al campo magnetico che l'elettrone stesso vede a causa del suo stesso momento angolare. questa correzione ai livelli dell'atomo e' sempre presente, che ci sia o meno un campo magnetico esterno. e' parzialmente responsabile della "struttura fina" ( a me la chiamavano con questo nome orripilante la "fine structure", e cmq qui sto citando spudoratamente un libro di testo
)l'effetto zeeman invece si verifica in presenza di un campo magnetico esterno, ma, sebbene coinvolga il momento magnetico dell'elettrone (dovuto sia al suo "moto circolare" che al suo spin), porta un ulteriore shift dei livelli energetici rispetto a quello dovuto all'interazione spin-orbita.
disclaimer: le mie affermazioni seguono dai vaghi ricordi che ho + rapida consultazione di qualche libro di testo. io sono convinto della loro correttezza, ma non mi assumo responsabilita' di eventuali cazzate
Secondo me la questione chiave è "il campo magnetico che vede a causa del suo momento angolare". Io non ne sono convinto, e sono giunto a conclusione che l'elettrone vede il campo quando è immerso in un campo ELETTRICO esterno E la sua velocità è paragonabile con quella della luce. Infatti riesco a spiegarmelo relativisticamente solo tenendo conto della propagazione ritardata delle azioni.
Ll.
Ll.
dunque, il campo magnetico che l'elettrone "vede" e' sicuramente una conseguenza della presenza del campo elettrico e di un effetto relativistico. ma devi fare attenzione a 2 cose:
1) il campo elettrico, che si traduce in un campo B per l'elettrone, non e' esterno, ma quello generato dal nucleo dell'atomo. continuo a non capire questa necessita' del campo esterno
2) non puoi pensare di introdurre la realtivita' all'interno della meccanica quantistica in maniera banale. per averla devi andare alla formulazione di dirac della meccanica quantistica, che introduce fin dall'inizio la relativita' e lo spin, e che ti permette di ottenere in maniera molto piu' naturale la correzioni che derivano da aspetti relativistici ai livelli energetici.
purtroppo non ho molto sottomano, ma su un libro almeno ne accenna (mi riferisco all'interazione spin-orbita in modo relativistico), oltre a spiegare in dettaglio la formulazione di dirac (anche se forse e' un po' eccessivo per te in questo momento). il libro e' "schwabl - Advanced quatum mechanics"
1) il campo elettrico, che si traduce in un campo B per l'elettrone, non e' esterno, ma quello generato dal nucleo dell'atomo. continuo a non capire questa necessita' del campo esterno
2) non puoi pensare di introdurre la realtivita' all'interno della meccanica quantistica in maniera banale. per averla devi andare alla formulazione di dirac della meccanica quantistica, che introduce fin dall'inizio la relativita' e lo spin, e che ti permette di ottenere in maniera molto piu' naturale la correzioni che derivano da aspetti relativistici ai livelli energetici.
purtroppo non ho molto sottomano, ma su un libro almeno ne accenna (mi riferisco all'interazione spin-orbita in modo relativistico), oltre a spiegare in dettaglio la formulazione di dirac (anche se forse e' un po' eccessivo per te in questo momento). il libro e' "schwabl - Advanced quatum mechanics"