Page 133 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

式中γ称为旋磁比。由（8.34）式，就有
ge
  （8.39）
2m e

那么旋进频率等于
 B
  L  （8.40）
L
2  2 
νL 也称为拉莫尔频率。

z z

B
Ls
μs

e - e -

μs
外磁场 Ls

a b
图 8-3

电子的拉莫尔旋进将会产生一个旋进角动量。在图 8-3a 中，旋进角动量指向磁场 B 方
向，与 Ls 的 z 分量叠加，将使 B 方向的角动量增加，因而也是能量的增加，即电子的能量
较无磁场时增加。而在图 8-3b 中，旋进角动量指向磁场 B 的反方向，这将使 B 方向的角动
量减少，因而也是能量的减少。按照电磁学理论，这种由旋进引起的附加能量可以表达为
ΔE    B cos  （8.41）
s
L
α是μs 与 z 轴的夹角。把（8.34）式代入上式，就有
e
ΔE  g 2m L s B cos  （8.42）
L
e
β是 Ls 与 z 轴的夹角，α和β是互为补角（α+β=180°）。图 8-3a、b 分别表示电子在磁场中
的两个量子化能级，这两个能级之间的能量差是上式给出的旋进附加能量的两倍，即
Δ E  2 Δ E L
当外加具有此能量差相等频率的电磁波时，就会发生共振吸收，引起能级间的跃迁，即所谓

电子自旋共振（ESR）现象。这两个能级之间的跃迁实际上是电子波包内部的物质流方向的
改变。
以上分析表明，在自由空间中，电子的自旋角动量和自旋磁矩的空间取向不是量子化的，
而是各向同性的，电子波包内部的物质流可以在任意方向上流动。而在外磁场中，电子的自
旋角动量和自旋磁矩的空间取向是量子化的，只能取某些特定的方向，或者说电子波包内部
的物质流在外场的作用下只能保持在某些特定的方向上流动。

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