Спираль.
Спиральность частицы — это внутреннее свойство, связанное со спином и его проекцией в определенном направлении.
Мы идентифицируем и обращаемся к нашим друзьям и людям вокруг нас по их именам. Имя человека — это инструмент идентификации. Два человека могут иметь одинаковое имя, но разные фамилии. Это позволяет легко идентифицировать друг друга.
Что делать, если человек не знает чьего-то имени?
Вместо этого люди будут описывать их физические атрибуты, так как каждый человек обладает уникальными физическими особенностями и поведением.
Как мы идентифицируем частицы в атомном мире?
По имени, конечно!
Как и в полномасштабном физическом мире, мы идентифицируем атомные частицы по их характерному поведению.
Субатомные частицы.
Вращение
У каждой частицы есть вращение. Вращение частицы определяет ее спин, что дает много информации о частице. У спина также есть количество и направление. Значения спина являются либо целыми, либо дробными.
Частицы с дробным спином — это фермионы. Частицы с целочисленными значениями спина — бозоны. Таким образом, любая частица либо классифицируется как фермион, либо как бозон, исходя из значения спина.
Фермионы и бозоны.
Представьте, что вы вращаетесь с вытянутыми вперед руками. Теперь быстро приблизьте их к своему телу.
Что вы наблюдаете?
Вы, вероятно, обнаружите, что поворачиваете намного быстрее, чем раньше. Это явление называется сохранением углового момента. Угловой момент присутствует в каждом вращающемся объекте или частице. Таким образом, можно сделать вывод, что вращающиеся частицы аналогичным образом обладают угловым моментом. Величина спина частицы уникальна, что дает информацию об угловом моменте этой частицы.
Балерина демонстрирует сохранение углового момента.
Внутри атома
У атома есть орбиты, на которых находятся электроны. Каждая орбита, в свою очередь, имеет множество орбиталей.
Можно представить орбиты как дороги/пути, в то время как орбитали — это транспортные средства, а электроны — это люди внутри транспортных средств. Электрон всегда находится на этих орбиталях. Подобно транспортным средствам, которые движутся по дорогам, орбитали (транспортные средства) выровнены по орбитам.
Электроны внутри орбиталей имеют особый спин. Они часто находятся в паре внутри орбиты. Если электрон вращается по часовой стрелке, другой спаренный электрон вращается против часовой стрелки. Таким образом, электроны имеют противоположные спины, которые обозначаются знаками «+» и «-».
Это показывает, что спин имеет и значение, и направление.
Атомные орбитали.
Спиральность
Спиральность — это когда вращающиеся частицы демонстрируют линейное движение.
Прогнозируемое вращение в линейном направлении.
В игрушке Sky-Flier часть вентилятора настроена на вращательное движение, когда она отделяется от основной игрушки. Теперь из-за силы тяжести мы видим, что вращающийся вентилятор также движется вниз. В этот момент игрушка может двигаться двумя способами. Первое — это вращательное движение, которое мы видим, когда он вращается вокруг своей центральной оси. Другой — прямолинейное движение из-за силы тяжести земли. Это аналогично спиральности, наблюдаемой в частицах.
Игрушка Sky-Flier.
Частицы благодаря своему вращательному движению имеют спин. Они имеют линейное движение в перпендикулярном направлении, аналогично игрушке Sky-Flier. Вращение и линейное движение вместе описывают спиральность.
Спиральность также означает, что частица движется по спирали.
Левая и правая спиральность
Спиральность бывает двух типов: левая и правая.
Левая и правая спиральность.
Левая спиральность описывается правилом большого пальца левой руки. Он использует левую руку, чтобы показать направление движения частицы, в то время как согнутые четыре пальца левой руки показывают направление вращения. Большой палец указывает в направлении линейного движения частицы.
Точно так же правая спиральность задается правилом большого пальца правой руки. Четыре пальца правой руки сгибаются в направлении вращения, а большой палец указывает в направлении линейного движения этой частицы.
Правило большого пальца правой руки.
Частица вращается по часовой стрелке, поэтому правило большого пальца правой руки показывает, что направление ее линейного движения — вниз. Следовательно, частица имеет правильную спиральность. Если направление его линейного движения меняется на восходящее, спиральность изменилась на левую спиральность или левосторонность.
В некоторых случаях спиральность постоянна со временем, а в других случаях спиральность меняется. Это изменение помогает нам понять модели поведения взаимодействующей частицы.
Применение спиральности
Спиральность дает нам много информации о частице. Это помогло ученым понять свойства и природу взаимодействующих частиц. Спиральность играет ключевую роль в понимании природы частицы. Спиральность также помогает нам понять природу и поведение античастиц.
Структуры спиральности помогают ученым лучше понять многочисленные физические и химические наблюдения в лабораториях. Спиральность обычно используется в области химии для изучения молекул и их свойств.
Источник:
