磁力矩_磁力矩方向_磁力矩公式(2)

“1921年，康普顿在关于X射线和原子散射的文章中也曾提出，也许可以这样认为，电子本象一个小陀螺一样旋转着，它可能是一个非常小的磁性粒子（并建议用它来解释磁性的自然单位）。磁力矩康普顿当时只是一种猜想，而且并没有继续坚持他的这种看法”[3] 。

虽然电子自旋表面线速度会超过光速、违反爱因斯坦光速极大值原理，但因电子自旋概念能较好地解释了斯特恩-革拉赫实验和泡利不相容原理，最终还是被量子力学所接受和吸纳，并逐渐推广到质子、中子、光子等微观粒子领域。

洛伦兹运动描述的是电子在磁场中作曲线运动的情况，可用图-8表示。假如我们将带电粒子看做是一个自

旋并带有自旋磁荷的刚体小球，则洛伦兹运动的物理意义是什么呢？

这里引述一个与自旋电子相类似的带磁荷的磁陀螺运动实验，看从中能得到什么启迪：

“我在图磁盘钻了一个洞，穿上非铁

磁性的铝轴，并将铝轴两端锉尖。这样就制成了一个磁陀螺，其一端为N极，另一端为S极，再在支撑板面钻孔，使之可放入条形磁铁，并可使条形磁铁上下移动(见图(a)中N极刚露出支撑板面上方，图(b)中S极刚露出支撑板面下方)。

使磁陀螺在支撑板面上稳定自旋，没有发现磁陀螺移动。再在支撑板面的孔内放入条形磁铁，奇怪的现象发生了:磁陀螺马上就绕着条形磁铁公转.更奇怪的是：磁陀螺公转时，发生倾斜，倾斜方向竟然与条形磁铁磁力作用方向相反--同性相吸，异性相斥！此外，磁陀螺自转方向改变时其公转方向也随着改变，但反向倾斜特性不变。”[4]

从这个实验中可以看出，一个处于定点自旋的磁陀螺，当它受到外来磁场影响时就会产生非定点运动，且这种运动是绕外加磁场中心作圆周运动，由此可以设想，如果这个自旋磁陀螺以一定直线速度运动到外加磁场区域内，它会做怎样的运动？一定也是绕外加磁场中心作曲线运动。再看看一个带有自旋磁矩的电子，当它以一定速度运动到一个均匀磁场区域，它不也会像磁陀螺一样做曲线运动吗？也就是说，洛伦兹运动的物理本质就像磁陀螺在外加磁场中作曲线运动形式一样，是自旋电子磁荷受外磁场影响而产生的一种曲线运动。

按照上述引文思路，我们可以将洛伦兹运动图景描述为图-9形式，也可以用图-10的立体形式来表示。

从图-9中可见：正电荷顺时针自旋时，其自旋轴上方为N极（逆时针为S极），自旋磁场与公转磁场方向相异，出现相斥现象，且自旋时针与公转时针方向相反；负电荷逆时针自旋时，其自旋轴上方为S极（顺时针为N极），自旋磁场与公转磁场方向相同，出现相吸现象，且自旋时针与公转时针方向相同；即正负电荷从本质上就是一种粒子形式，只不过我们忽略了对自旋陀螺上下不同位置处自观测、测定时，其自旋时针方向是相反的这一细节，才会将电荷分为正负二种。

从图-9、图-10中我们得到启示：自旋物体都会产生自旋磁场，当它在另一个磁场空间或运动到另一个磁场空间时都会产生曲线运动现象，即洛伦兹运动，由此，可以将洛伦兹运动形式作进一步推广：

如图-11所示，中心大磁铁与绕

体小磁铁可构成一个稳定的绕旋系统，那么，在“质-电系”和“地-太系”中，中心体质子、太阳都有自旋和磁场存在，将它们用图表示就是图-12、图-13，仔细分析可以发现，带有自旋磁场的电子或地球，当它们绕质子或太阳运动时也就是一种洛伦兹运动现象，只不过中心磁场的分布形态与表现形式不同于我们平时所看到的产生洛伦兹运动的磁场罢了。

5 对量子力学磁矩含义的分析

5.1 量子力学磁矩描述及其不合理性

量子力学磁矩概念是从电磁学中载流线圈磁矩概念移植过来的，但这种直移被运用到电子绕原子核运动中去时就表现出一些不合理性，为什么这么说，看看它移植推导与应用过程就会发现它的不合理性所在。