内禀运动指的是自旋,即是由粒子内禀
角动量引起的内禀运动。在
量子力学中,自旋(英语:Spin)是粒子所具有的内禀性质,其运算规则类似于经典力学的角动量,并因此产生一个磁场。虽然有时会与经典力学中的自转(例如行星公转时同时进行的自转)相类比,但实际上本质是迥异的。
早在1925年,有人就提出每一个
基本粒子就像一个“旋转的陀螺”。这种描述虽然形象,但是如果你只是停留在字面上的理解,难免会有误差。因为宏观物质的旋转,一般不是逆时针就是顺时针,而且360度为一周,而微观粒子自旋作为一种量子效应,不能简单地如此来判断。简单来说,它可以同时既逆又顺,可以是180度,也可以说720度为一周。
另外,基本粒子不仅会自旋,而且它们的旋转速度还相当的快,就相当于一个冰上
芭蕾舞演员,当她旋转的时候,身体收缩地越紧,转速就越快。
为了描述这种特性,物理学上引入了一个
专有名词叫做角动量。
角动量与线性动量一样,可以描述一个物体的能量状态。一个物体动量越大,就越难改变其运动状态,也预示着它的能量越大。
角动量是针对于旋转的线性动量来说的,因为旋转不仅可以绕自身轴进行,还可以绕着一个外部远距离的轴进行,就像月亮围着地球转一样。而微粒子角动量可简单理解为以其轴心而旋转(当然这是个比喻,实际是描述空间旋转的对称性),同时,角动量有特定值。
我们熟悉的质子、电子这些粒子都具有内禀角动量。其最小值为普朗克常数h除以2π(h=6.62607015×10^(-34) J·s;
圆周率π=3.14)。