Spin (fizik)

Klasik fizik açısından dönü ya da spin kavramı incelenirse, dünyanın güneş çevresindeki dönme hareketine bakacak olursak sahip olduğu toplam açısal momentumu iki terimden oluşur;

Bunlardan birincisi şeklinde dünyanın güneşe göre konumu ile, çizgisel momentumunun vektörel çarpımı olur. Bu terim dünyanın bir yıl süren yörünge hareketinden kaynaklandığı için "yörünge açısal momentumu" adını alır. İkinci terim şeklinde dünyanın kendi eksenine göre eylemsizlik momenti ile kendi etrafında bir gün süren dönüş hareketinin açısal hızının çarpımı olur. Bu ikinci terim dünyanın dönüsü olarak ifade edilir.

Benzer şekilde, bir elektronun açısal momentumu iki terimin toplamı olarak yazılabilir. Birinci terim "yörünge açısal momentumu" dir. Bu açısal momentum, öncelikle Bohr kuramında koyut olarak şeklinde kuantumlandığı, ardından hidojen atomu için çözülen 3 boyutlu Schrödinger denkleminin çözümü ile L büyüklüğünün olduğu ve bileşenin ise olduğu görülür. İkinci terim elektron dönüsüdür. Klasik olarak göz önünde canlandırılmak istenirse, dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüş hareketi gibi düşünülebilir. Fakat bu şekilde düşünülmesi kuantum mekaniksel açıdan sakıncalıdır. Çünkü bu durum incelendiğinde elektronun kendi ekseni etrafındaki dönmesinde sahip olacağı hız değeri ışıkhızının üzerindendir. Bu durum da özel görelilik kuramının birinci ilkesine aykırıdır.

Burada vektörü büyüklüğününün

şeklinde kuantumlandığını söylemişik. dönü vektörüde benzer şekilde kuantumlanmıştır:

Bu ifade de gördüğümüz spin kuantum sayısı 'nin büyüklüğünü belirleyen bir sayıdır. Tıpkı nin büyüklüğünü belirleyen yörünge kuantum sayısı gibi. Fakat bunlar arasında önemli bir fark vardır. yörünge kuantum sayısı gibi tamsayı değerlerini alırken, spin kuantum sayısı sabit ve tamsayı olmayan değerini alır.