通俗谈物理7-电和磁的绳子模型-程序员充电站

下面说的事，不一定对也不一定错，仅做当前一点思考。
前几天做的电子模型，在深入使用中，发现电和磁是很难一块搞定。尤其是加入了自旋，再入宏观安培定则。
三重秦，不知道是不是一支乐队。因为这里突然有了背景音，看起很像整个空间回荡。我说的是相队论和洛伦兹力才能解释这个定则，右手安培定则，让电去生磁，也能让磁生电。对于这个方向的深入探究。
让我深陷泥沼。其实这也暴露出当初电子模型没有定下来的问题，电和磁如何统一。
虽然单纯的左手自旋向上电子的扭动可以粗略带来外围电子流引起的扰动。然而当电子向下。这种扰动就被平均了。我在反复修改电子的向下是什么样的。从而不让他平均而是一致。但从物理本质讲，这好像是一次宏观的涌现，而不是微观的延续。这里相对论好像真得登场了。但是我还是不甘心。在历史上，这种电子向上，向下的出现，过了5年左右才被定下来。然后最终电磁是让狄拉克方程，麦克思韦方程，最终确定的，大约20年代，又由相对论的引入，让它们变得完美自洽。实验一致。一个现实就是，都是对宏观上给事物定规律。当然也在用原子模型去描述和验证电子的行为。
人们没有找到磁子，电子找到了，且电子也是带磁矩的，且磁矩和他和自转轴重合，原来人们认为这是电子自已转产生的，
虽然现在也这样以为，但是其实最诡异的是1/2。以下是
：

自旋量子数的定义

电子的自旋量子数为固定值：
s=12 s = \frac{1}{2}s=21

总自旋角动量大小

总自旋角动量由以下公式计算：
S=s(s+1) ℏ S = \sqrt{s(s+1)} \, \hbarS=s(s+1)ℏ
将自旋量子数代入：
S=12(12+1) ℏ=34 ℏ=32 ℏ S = \sqrt{\frac{1}{2} \left( \frac{1}{2} + 1 \right)} \, \hbar = \sqrt{\frac{3}{4}} \, \hbar = \frac{\sqrt{3}}{2} \, \hbarS=21(21+1)ℏ=43ℏ=23ℏ

自旋角动量的投影

在某一方向（如z轴）的投影只能取两个离散值：
Sz=+12 ℏ或Sz=−12 ℏ S_z = +\frac{1}{2} \, \hbar \quad \text{或} \quad S_z = -\frac{1}{2} \, \hbarSz=+21ℏ或Sz=−21ℏ
分别对应“自旋向上”和“自旋向下”状态。

关键区别

投影值Sz S_zSz为±12 ℏ \pm \frac{1}{2} \, \hbar±21ℏ
总角动量大小为32 ℏ \frac{\sqrt{3}}{2} \, \hbar23ℏ
两者具有不同的物理意义，不可混淆。
因此，‌角动量本身不自动变化，但可通过量子跃迁或外部作用发生改变‌，而这一过程总是伴随着能量交换。

公式格式化

数学公式应按照标准 LaTeX 格式书写，使用$$符号包裹。修正后的公式如下：

S⊥=S−Sz=(34ℏ)−(14ℏ)=22ℏ S_{\perp} = S - S_{z} = \left(\frac{\sqrt{3}}{4}\hbar\right) - \left(\frac{1}{4}\hbar\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}\hbarS⊥=S−Sz=(43ℏ)−(41ℏ)=22ℏ

公式说明

这里可以看出，电子的运动，也就是转动是矢量，当我们加磁场时他的随机摇摆就变成了磁场方向固定的，所以，这三个值12ℏ22ℏ32ℏ\frac{1}{2}\hbar\frac{\sqrt{2}}{2}\hbar\frac{\sqrt{3}}{2}\hbar21ℏ22ℏ23ℏ是一个直角，
这个是说，在x，y轴方向，电子有更多的角动量分配。而轴向的± 对其磁极的取向起到了关键做用。
好了。虽然这里有1/2但和他的周期没关系。真正的1/2是指，相位。也就是周期运动的状态，在两周后回到原位。

其实在物理学中，任何一个量的引入，尤其是标量，也就是一个值，我们为了好理解，就把它定义为一个维。这样就能用空间模拟，为它建个独立的坐标，以示他的不同，以观察它的变化。而上面的动量是矢量。虽然只有大小，但他是有起点，有方向的，带剪头的，和刚才说的是两个系统。而相位可以认为是一个和时间建立联接的状态。但是电子太快了，他等于时间，但在这里时间是模糊的，他就成了云。

磁场的本质

下面用不模糊的事物建立一个维度，这就是磁场。但是我不想用了矢量，因为不和我的底层逻辑搭。我还用我刚才说相位。在我的小球空间里，电荷的产生不用再说了，就是吸入。是涡旋的吸入。而他不是平白吸的，这个吸与旋的过程产生了磁。
故参过各方观察套公式分析结果，其实刚才的角动量，就是一个磁的最佳表示，旋转。像极了磁场。

比如直观，一个螺母，一个螺丝，假设一个S，N，同纹路，异转向。靠近，在一起了，力量很大。而两个螺母，不怎么也无法靠近，尤其是他还有转动方向的时候。那直接崩飞。这是单个的磁极。

而磁场线是这样的，想像一条绳子，拧了无数圈，对折一下。所以，他们是能聚集在一起的，且密不可分的。他们不会因为360度在空间的旋转而改变性质。他们只有正和反，两个方向。通常来说还不会断头。刚才说的是断头的，是为了形空效果和内部形态。想像空间有无数这样的绳环，当电子的涡扰动它，它自身呈，360度转动。这种转动量，就是磁力线。在线上传播，扰动。