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Buenos días,
Actualmente estoy haciendo un trabajo sobre la demostración de la existencia del spin y para ello utilizo el experimento de Stern-Gerlach, el cual estudié hace un par de meses.
Durante la realización del trabajo me ha surgido una duda que no me surgió en el momento en que lo estudié. La planteo a continuación:
El experimento de Stern-Gerlach se puede realizar con átomos que verifiquen que tienen carga eléctrica nula y que tienen un único electrón cuyas contribuciones de momento angular orbital (e intrínseco) no se cancelan con las de los demás (como es el caso de la plata o el hidrógeno atómico).
La conclusión que se obtiene de este experimento es que observando las dos zonas de impacto obtenidas experimentalmente y la cuantización del momento angular dada por el modelo cuántico de Schrödinger (que se conoce que es cierta): L=(l(l+1))1/2 ħ y L_z=m ħ
Donde los valores que puede tomar l son exclusivamente enteros y m puede tomar los valores -l,-l+1,...,0,...l-1,l. Se concluye que este efecto no puede ser debido al momento angular del electrón y se postula la existencia de un momento angular intrínseco del propio electrón (spin electrónico).
Sin embargo, no entiendo por qué nunca se habla o se tiene en cuenta una posible contribución tanto de un momento angular del nucleo atómico (que igual se podría razonar asumiendo que este se considera en reposo) como una contribución de un spin asociado al nucleo atómico (que se podría haber postulado a la vez que se postuló la existencia de un spin electrónico). Pues, por ejemplo en el caso del hidrógeno atómico, el núcleo está formado por un protón que, por ser un fermión, su spin es 1/2. Pues en caso de tenerla en cuenta para explicar las dos zonas de impacto habría que tener en cuenta ambas contribuciones de spin, el electrónico y el nuclear. Y sin embargo, esto nunca se tiene en cuenta.
Disculpas de antemano por posibles errores que pueda haber en los razonamientos que he planteado anteriormente. Cualquier cosa que no esté clara, por favor, no dudeis en comentarla.
Muchas gracias de antemano.
Edit: Buscando por internet más información he encontrado la web: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...ear/nspin.html . Que menciona " El momento magnético (generado por el spin de los neutrones y los protones) es mucho menor que el del electrón.". Dando además los siguientes valores:
---Momento magnético asociado al spin del electrón:
---Momento magnético asociado al spin del protón:
---Momento magnético asociado al spin del neutrón:
( indica aproximadamente igual, y del mismo orden de magnitud).
Por lo que el spin electrónico es 3 ordenes de magnitud mayor que el nuclear y parece que tiene sentido despreciar su efecto en el experimento de Stern-Gerlach.
Actualmente estoy haciendo un trabajo sobre la demostración de la existencia del spin y para ello utilizo el experimento de Stern-Gerlach, el cual estudié hace un par de meses.
Durante la realización del trabajo me ha surgido una duda que no me surgió en el momento en que lo estudié. La planteo a continuación:
El experimento de Stern-Gerlach se puede realizar con átomos que verifiquen que tienen carga eléctrica nula y que tienen un único electrón cuyas contribuciones de momento angular orbital (e intrínseco) no se cancelan con las de los demás (como es el caso de la plata o el hidrógeno atómico).
La conclusión que se obtiene de este experimento es que observando las dos zonas de impacto obtenidas experimentalmente y la cuantización del momento angular dada por el modelo cuántico de Schrödinger (que se conoce que es cierta): L=(l(l+1))1/2 ħ y L_z=m ħ
Donde los valores que puede tomar l son exclusivamente enteros y m puede tomar los valores -l,-l+1,...,0,...l-1,l. Se concluye que este efecto no puede ser debido al momento angular del electrón y se postula la existencia de un momento angular intrínseco del propio electrón (spin electrónico).
Sin embargo, no entiendo por qué nunca se habla o se tiene en cuenta una posible contribución tanto de un momento angular del nucleo atómico (que igual se podría razonar asumiendo que este se considera en reposo) como una contribución de un spin asociado al nucleo atómico (que se podría haber postulado a la vez que se postuló la existencia de un spin electrónico). Pues, por ejemplo en el caso del hidrógeno atómico, el núcleo está formado por un protón que, por ser un fermión, su spin es 1/2. Pues en caso de tenerla en cuenta para explicar las dos zonas de impacto habría que tener en cuenta ambas contribuciones de spin, el electrónico y el nuclear. Y sin embargo, esto nunca se tiene en cuenta.
Disculpas de antemano por posibles errores que pueda haber en los razonamientos que he planteado anteriormente. Cualquier cosa que no esté clara, por favor, no dudeis en comentarla.
Muchas gracias de antemano.
Edit: Buscando por internet más información he encontrado la web: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...ear/nspin.html . Que menciona " El momento magnético (generado por el spin de los neutrones y los protones) es mucho menor que el del electrón.". Dando además los siguientes valores:
---Momento magnético asociado al spin del electrón:
---Momento magnético asociado al spin del protón:
---Momento magnético asociado al spin del neutrón:
( indica aproximadamente igual, y del mismo orden de magnitud).
Por lo que el spin electrónico es 3 ordenes de magnitud mayor que el nuclear y parece que tiene sentido despreciar su efecto en el experimento de Stern-Gerlach.