关于光子动量矩问题的讨论读者来信

编辑同志: 看了贵刊1999年第2期的读者来信(一),我认为争论的中心问题是:光子沿动量方向的自旋分量(螺旋度)到底是不是光子沿固定方向的自旋分量,即沿动量这一固定方向的自旋分量?我的回答是否定的.     

关于光子角动量问题的来信

关于光子角动量问题的来信编辑同志：看了１９９８年第１期《大学物理》刊登的读者来信，想说几点看法：１）沿动量方向的自旋分量并不是沿固定方向的自旋分量．在经典物理中，因为粒子有确定的动量，所以，沿其方向的自旋分量当然也是一种沿固定方向（该动量方向）的自旋...     

对动量算符的讨论

既肯定Ｐ＝－ｉｈ△↓在任何坐标系中都是动量算符矢量,又否定它在曲线坐标系中的分量是动量分量的算符,作出这种判断不是出于主观认识,而是源于量子理论本身,分别在非相对论和相对论两种情形下导出了曲线坐标系中动量分量的算符,表明造成两者之间差别的原因是粒子的自旋。．     

编者的话

自从本刊１９９４年发表刘国光先生“塞曼效应中谱线的偏振”一文［１］以来,围绕着光子动量矩问题,连同本期两篇,其发表七篇论文或读者来信［２～８］．下面作个简短的回顾．·陈印椿先生的长文［２］全面分析了光子的动量矩问题,指出刘文［１］中有两点不妥：１）未提到电偶极辐射;２）在应用磁场方向动量矩分量守恒定律时,把光子的自旋分量当成其总动量矩分量．陈文指出,塞曼效应中光子自旋沿磁场方向的分量不是好量子数．此外陈文还提出,３）刘文［１］之所以得到正确的结论,是因为用了一种可能的求解方法．·王锡绂先生的来信…     

柱矢量光束的角动量性质

介绍了非近轴光束的表示理论,利用该表示理论很好地解决了非近轴光束的角动量问题,发现非近轴光束的总角动量可以严格地分解成自旋和轨道两部分,但是两者都依赖于由偏振椭圆度表征的光束的偏振状态。主要研究了柱矢量光束的角动量问题。给出了动量空间和位形空间中的柱矢量光束表达式和角动量算符表达式。通过分析两个空间中的角动量算符及柱矢量光束表达式,发现在这两种空间中,具有螺旋型相位的柱矢量光束是角动量算符沿着传播方向的分量的本征态,其本征值与偏振椭圆度无关,这为计算这类特殊光束的角动量提供了一种新方法。     

光子的动量矩

在动量表象中光子的波函数是满足横波条件的矢量函数Ａ（ｋ），由于横波条件的限制，光子量轨道动量自旋动量矩不再具有直接的物理意义，真正有物理意义的是光子的总动量矩，动量矩具有确定值的光子态可分为两类，分别有相反的宇称。     

《量子力学》自学辅导之十一——电子自旋（续）

《量子力学》自学辅导之十一──电子自旋（续）宋宇辰，曾心愉，裴文杰（１）复旦大学理论物理骨干教师班；２）复旦大学物理系，上海２００４３３）２．３自旋算符的矩阵形式自旋函数是２×１的矩阵，作用在自旋函数上的自旋算符应该是２×２的矩阵．设泡利算符的矩阵形...     

关于稳定磁场唯一性定理的再讨论

本文讨论了稳定磁场中Ｂ和Ｈ的唯一性定理， 指出了唯一确定场 Ｂ的边值条件是ｎｘ Ｂ｜ Ｓ或ｎ ｘ Ａ｜Ｓ） 而不是ｎ· Ｂ｜Ｓ，并指出 Ｈ并非恒为横场，从而对Ｈ的唯一性定理在提法上不同于Ｂ而有三种可能情况．     

关于对《曲线坐标系中相对论性动量分量的算符中会出现Σ_z项吗》一文的答复

编辑同志 :转来的胡昆明先生对我们有关自旋本质讨论诸文的质疑已收阅 .对贵刊能坚持学术上探讨、争鸣之风气深表敬意 .现就胡文中对曲线坐标系中动量分量算符的质疑回于下 ,其他问题在合适的文章中再作答 .胡文对文 [2 ]中的公式12 ( μ^ｃα +ｃαμ^) =12 [(α·ｐ^)α +α(α·ｐ^) ]=ｐ^(文 [2 ]式 ( 1 4 ) )毫不含糊地给予了肯定 .提出的疑问有二 :其一 ,文 [2 ]“忽略了……微分算符ｐ^(指胡文式( 1 0 ) )与坐标基矢ｅρ、ｅφ 是不对易的 .正是这一忽略导致了……” .其二 ,“文献 [2 ]不加证明的直接给出了动量的分量算符 :ｐ^′ｊ…     

光子自旋霍尔效应及其在物性参数测量中的应用

光子自旋霍尔效应是指光束在非均匀介质中传输时,自旋角动量相反的光子在垂直于入射 面的方向发生的横向自旋相关分裂。光子自旋霍尔效应可以和电子自旋霍尔效应作类比：自旋光 子扮演自旋电子的角色,折射率梯度扮演外场的角色。光子自旋霍尔效应源于光的自旋-轨道相互 作用,和两类几何相位有关：一类是动量空间的自旋重定向Rytov-Vlasimirskii-Berry 相位;另 一类是斯托克斯参数空间的Pancharatnam-Berry 相位。光子自旋霍尔效应对物性参数非常敏感, 结合量子弱测量技术,在物性参数测量、光学传感等领域具有重要的应用前景。本文将简单分析 光子自旋霍尔效应的物理根源,回顾近几年不同物理系统中光子自旋霍尔效应的研究进展,介绍 光子自旋霍尔效应在物性参数测量中的应用。最后,展望其在光学模拟运算、显微成像、量子成 像等领域的可能发展方向。     

简论德布罗意波和薛定谔方程在两种表象中的对称性

大家都知道德布罗意波是由法国物理学家,德市罗意首先提出来的．其波函数为： 其中Ａ为一复常数称为波幅．ｐ·ｈｋ,Ｅ＝ｈｖ·ｐ为粒子的动量,Ｅ为能量,ｈ为普朗克常数,ｋ为波矢量 ｜ｋ｜＝ １／λ, λ为波长、ｒ为矢径（即坐标）,ｔ为时间． 对ｐ．ｒ．Ｅ．ｔ分别求偏导数则得： （４）式即量子力学中的本征方程．ｒ、ｐ、ｔ、Ｅ分别为本征值．由（３）、（４）式可以看出上列方程作ｒｐ,ｔＥ变换是不变的．即坐标表象,时间表象和动量表象,能量表象相互交换是不变的． 下面我们将单粒子的物质波波函数向多粒子推广．其中申（／…     

原子辐射的偏振性

置于磁场中的受激原子所发射的光是偏振光,光的偏振性与发射的方向有关.沿磁场方向发射的光是左旋圆偏振光和右旋圆偏振光;沿垂直于磁场方向发射的光是在磁场方向上线偏振的光和在垂直于磁场方向上线偏振的光.我们以原子从初态L=1到末态L=0跃迁的辐射为例,说明原子辐射的偏振性. 原子的辐射过程是发射光子的过程.光子带有一定的能量、动量和自旋角动量(自旋角量子数为1).原子发射光子的过程必须满足相应的守恒定律.原子辐射的偏振性正是由角动量守恒定律所决定的. 取磁场方向为Z轴,初态L=1的原子角动量相对于Z轴有三个取向,磁量子数M一十…     

用磁共振方法验证自旋1/2核的旋量性

一、引 言 在空间旋转变换下,变换后的量子系统波函数｜φ'〉与原来波函数｜φ'〉的关系为式中Iz为组成量子系统的粒子自旋在空间转轴。方向的分量算符,θ为绕z轴的转角,可见变换后的波函数与粒子自旋有关.对费密子,当θ=2π时,旋转后的波函数附加相位因子-1,只有再旋转2π时波函数才恢复原值,即费密子具有空间旋转的4π对称性(或称旋量性).对玻色子,当θ=2π时,波函数复原,即具有空间旋转的2π对称性. 费密子的旋量性在理论上早已确立,然而其直接的实验验证直至近几年才完成.旋量性的验证涉及波函数相位的测量,有一类观测量的平均值表式中…     

无量纲量子力学态矢表示

狄拉克基于叠加原理的要求引入了物理状态的矢量表示，仓促间留下了量纲不一致的问题。近年有研究者从量纲分析的角度做了弥补，但未涉及问题的实质。本文坚持量子力学态矢量应采用无量纲表示，从而做到量子力学表示中波函数、变换、物理量算符及其本征值等角色主体各自的量纲一致性，特别是使得态空间上的变换满足群的要求。基于湮灭算符和产生算符a,a⁺可为位置算符、动量算符构建无量纲态矢表示，消除文献中不自洽的量纲关系所造成的一些困扰。     

矢量光束界面反射透射的自旋霍耳效应

矢量光束的一般表示方法是利用投影矩阵和广义琼斯矢量的乘积描述.投影矩阵存在一个自由度,该自由度与有限光束的场矢量偏振状态有关,由特定的单位矢量与波矢量间的方位角决定,可以定量地描述矢量光束的偏振状态.本文在矢量光束描述的理论基础上,通过对投影矩阵进行与反射光束与透射光束传播方向相应的坐标旋转,根据麦克斯韦方程组及其边界条件,计算讨论在各向同性介质界面上反射、透射矢量光束的表示形式以及其自旋霍尔效应表现出的横向位移.线偏振光(光子自旋量为σ＝0)横向位移为零,圆偏振光束(光子自旋量为σ＝±1)位移量最大且左圆偏振与右圆偏振光束的位移大小相等方向相反,进一步分析了左圆偏振光束在界面上的反射、透射光束的横向位移与入射角的关系.     

~(206)At的[лh_(1/2)vi_(13/2)~(-1)]10~-同质异能态研究(英文)

利用能量为６０－８０ＭｅＶ的~(１２)Ｃ束流,通过~１９７Ａｎ（~(１２)Ｃ,３ｎ）~２０６Ａｔ反应研究了~２０６Ａｔ核的高自旋能级结构．用７台ＢＧＯ（ＡＣ）ＨＰＧｅ探测器和一台用于探测低能γ射线的平面型ＨＰＧｅ探测器进行了γ射线的激发函数、γ－γ－ｔ符合及γ射线的角分布测量．基于这些测量,首次建立了包括２５条γ跃迁的~２０６Ａｔ高自旋能级纲图．确定了一个半寿命为（９０８±４００）ｎｓ、自旋和宇称为１０的同质异能态．基于较重的双奇核~(２０８,２１０ )Ａｔ能级结构的系统性,对~(２０６)Ａｔ的１０~－同质异能态进行了讨论．     

光子量子化与双鬼态

本文利用 Lagrange 乘子方法讨论零质量矢量场的量子化。在三维动量空间给出场方程的严格解,证明双鬼态的存在,其中之一不是哈密顿量的本征态,它可以利用边界条件去掉。如果矢量场与守恒流耦合的话,其余的鬼态没有观察效应。因此,这是个光子场论。Nakanishi对此问题曾有过讨论,但他的分析含混不清。本文最后讨论了这个方法对自旋3/2的零质量场的推广。     

3二维δ函数在静电学中的应用

３二维δ函数在静电学中的应用对于沿ｚ轴分布的无限长细直均匀带电线和稳恒载流直导线，设线电荷密度和电流强度为η和Ｉ，则体电荷密度和电流密度分别为ｋ为ｚ轴的单位矢量．这类问题场的分布与变量ｚ无关，满足二维泊松方程，都可应用二维δ函数解决．例题１有一沿ｚ轴...     

从一道典型试题的多种解法谈算符运算的基本技巧

算符运算在量子力学中十分重要,并且在各种考试中占有一定比重.要能正确而迅速地推证算符关系式,除了要了解各有关算符的意义、性质以及基本的对易关系等以外,还应掌握一些基本技巧.例如作用法、直接法、参数微分法、积分变换法、待定算子法、表象法等.限于篇幅,我们仅就其中几种最常用的方法通过一道算符运算方面的典型试题以一题多解的形式归纳如下. 题: 其中u为单位矢量,σ为Pauli算符.解法1[直接法:它仅仅是利用有关算符的一些已知性质和对易关系等,直接通过算符运算对有关算符关系式加以推证.] 因为(J·u)(0·N -aillja^ uk (重复指…     

小球与匀质细杆的碰撞——大学物理教学问题探讨

小球与细杆的碰撞问题是大学物理教学中刚体部分的一个难点问题。本文对小球与静止细杆的碰撞问题进行了分析计算,给出:通常情况下小球—细杆组成的系统所受合外力矩为零或近似为零,角动量守恒;如果细杆没有固定的光滑轴,小球与置于光滑水平面或是竖直放置的细杆碰撞时,动量或沿某一方向的动量分量守恒。如果细杆有固定光滑轴,则只有小球与细杆某一特定部位碰撞时某一方向的动量分量才有可能守恒;碰撞中如果恢复系数e≠1,动能不守恒,碰撞后小球可能继续向前运动,也可能被弹回或是停止运动。如果e=0,小球粘附于细杆之上和细杆一起绕固定轴或是小球—细杆系统的质心转动。