Question

请问自转与自旋的区别？在量子力学中,自旋是粒子所具有的内在性质。我认为地球自转也是内在的性质，对么？

经典力学中的自转，是物体对于其质心的旋转，比如地球每日的自转是顺着一个通过地心的极轴所作的转动
RalphKronig,GeorgeUhlenbeck 与 Samuel Goudsmit 三人所开创他们在处理电子的磁场理论时，把电子想象一个带电的球体，自转因而产生磁场。然而尔后在量子力学中，透过理论以及实验验证发现 “（1）基本粒子可视为是不可分割的点粒子”，是故物体自转无法直接套用到自旋角动量上来，因此仅能将自旋视为一种“内在性质”，为粒子与生俱来带有的一种角动量，并且其量值是量子化的，无法被改变。
我想问下：自转与自旋的区别就是因为地球的自转是因为地球绕着内部的轴，且地球可视为一个可分割的质点所以叫自转；而电子自旋主要是由于它可以可视为不可分割的内质点。
一些星体也会逆转，就像电子向上旋转与向下旋转，我感觉他们是一样的，除了这一点：粒子的自旋数可以是1和0，也可以是1/2和2（理论上也可以是3/2等），而天体的自旋只能是0（360度，黑洞）和1（其它天体）。
写到这我还想知道更多自转与自旋有没有别的更多的区别：课本上基本没有，基本上是搜的。
1请问自转与自旋的区别？2在量子力学中,自旋是粒子所具有的内在性质。我认为地球自转也是内在的性质，对么？3在拓宽点，是不是自转与自旋还有别的不一样？谢谢！谢谢！

Answer 1

地球自转并不是内在性质。如果地球不转了，它还是地球，但是粒子如果自旋不一样，它就是一个新粒子。自转与自旋分别用来指称宏观物体和微观粒子的某种旋转运动，两者区别有：

1、转动不同

宏观物体的转动可以有确定的转轴、转动惯量、角速度；而微观粒子则没有可以分辨得出来的转轴、转动惯量、角速度。

造成这一区别的部分原因是：宏观物体可有确定的体积、形状乃至质量分布，而微观粒子则没有这些特征，它时而可视为一个几何点，时而又可视为像电子云那样的一团迷雾。

2、角动量方向不同

宏观物体角动量的方向一般几乎不受观测的影响，是客观存在物理量；微观粒子角动量的方向则往往是由观测本身确定的，在未观测之前，不能说这个方向已经存在，它是在观测的同时突然生成的！

3、角动量大小不同

宏观物体角动量的大小以及它在给定方向上的分量的大小在理论上可取连续分布的任意实数，微观粒子角动量的大小以及它在给定方向上的分量的大小则只能取分立分布的某些值。

4、角动量改变不同

对于某个特定的宏观物体，其角动量可被连续改变；而对于某个特定的基本粒子，其角动量的大小则是完全固定的，只要它还是这个粒子，其角动量的大小就不能有任何改变。

扩展资料：

内禀角动量，和质量、电荷一起，描述粒子的基本特征，任一数值不同，即代表其物理性质不同，与外界作用的方式也会不同，或者说它已经不再是它了。所以说是内在性质。但是地球是否自转，并不改变地球本身的物理性质。虽然会影响磁场和大气环流，但是在更基本的层面上看，组成地球的物质没有变，地球还是地球。

当然也可以说，地磁场亦是地球的特征之一，自转影响地磁场，故影响地球的物理性质——这种观点是把地球作为一个整体来考虑。然而在地球和其他天体发生作用时，是靠引力而非电磁力。

即使地球不自转，它和其他天体的相互作用仍然基本不变。假若外星人从远方观测，地球是否自转，不影响地球和太阳系的关系；但是粒子如果具有不同的自旋，则会对其所在系统产生巨大影响。

Answer 2

先回答2：地球自转并不是内在性质。如果地球不转了，它还是地球，但是粒子如果自旋不一样，它就是一个新粒子。
所谓内禀角动量，和质量、电荷一起，描述粒子的基本特征，任一数值不同，即代表其物理性质不同，与外界作用的方式也会不同，或者说它已经不再是它了。所以说是内在性质。但是地球是否自转，并不改变地球本身的物理性质；虽然会影响磁场和大气环流，但是在更基本的层面上看，组成地球的物质没有变，地球还是地球。
当然你也可以说，地磁场亦是地球的特征之一，自转影响地磁场，故影响地球的物理性质——这种观点是把地球作为一个整体来考虑。然而在地球和其他天体发生作用时，是靠引力而非电磁力。即使地球不自转，它和其他天体的相互作用仍然基本不变。假若外星人从远方观测，地球是否自转，不影响地球和太阳系的关系；但是粒子如果具有不同的自旋，则会对其所在系统产生巨大影响。
想像一下，地球不转，它还会在这里呆着，太阳系也好好的。粒子自旋如果改变，它会立即脱轨、变轨甚至与其他粒子撞击湮灭。从这个角度说，地球自转相比之下是“外在”的，它并不影响地球的存在；而粒子自旋是极其重要的内在性质，因为它是粒子在某种状态下能否稳定存在的基础要素。

注意，上段最后一句话其实应该反过来说。我现在回答你的1和3。正是粒子的某种基础要素，决定了粒子的一系列稳态，以及它的自旋。这种基础要素是什么，人类难以想像；但是这种东西造成了磁场变化，并可以用角动量公式来估值，因此科学家把它叫自旋，其实它根本不是真的粒子旋转（如果粒子真的“旋转”，其外表面速度会超光速，违反狭义相对论）。
说得再清楚些，自旋是观测效果上的旋转（例如磁矩转动），它表示粒子放射的能量、与外界的作用，按一定的几率、符合一定的周期和方向特征，因此“看起来”像旋转效果，并且也可以用旋转来计算（事实上角动量也是要按几率来算平均值，而不是固定的）。但这并非粒子本体在转动！为什么呢，因为在量子力学中，粒子不是一个跑来跑去的质点，而是一团概率云，这团云中的每一个点都是它自己，我们无法简单认为粒子是绕着某个空间点转动的。
打个不太恰当的比方：你有一个灯塔它两侧发光，5分钟转动一周，这是真实的旋转。现在你有一个手电筒大队，一万个人各持手电，杂乱站立，位置和方向都混乱不堪。注意所有的人都不准移动和转动；他们只能做“开手电”和“关手电”两个动作。现在我们在每个时刻，令其中一部分人开手电，这些人的位置各不相同，可能在人群这一头或是另一头，但他们的手电方向一致。下一时刻，我们叫这些人关手电，而令另一部分人开手电。
现在飞到高空观测。任一时刻，开启的手电群形成一道“集束光柱”，每一时刻的“集束”方向不断变化。通过适当的命令，可以营造出旋转效果。我们在高空远远望去，像是一个大灯塔，按照固定的规律旋转；但实际上呢？不论是人还是手电筒都没有任何转动动作！
（注意这是类比，不是粒子或电子云的真实运动状态。）

现在归纳一下：粒子除了质量和电荷之外，还有一种“不知道是什么”的物理特性；这种特性令粒子“看起来”像在转动，并且这种“转动”效果可以通过磁场、角动量公式等来计算其平均期望值。我们不知道怎么描述这种特性，只好根据其（几率相对稳定的）外在表现效果，把它称为“自旋”，这是一种简单化的代称，并不是说粒子真的在旋转。因此粒子自旋和地球自转不能混为一谈。

再补充一点，你说天体“自旋”只能是0或1，粒子则有多种自旋值。但是，自旋为0或1（或其他整数倍）的粒子恰恰无法形成物质，更不用说与天体类比了。它们是用来传递力的。自旋为半整数（例如1/2）的粒子才用来构建物质。从这里可以侧面看到粒子自旋和天体转动根本不是一个概念。（可参考查询玻色子和费米子进一步了解）。

我的知识只能解释到这里，如有谬误请网友指出。楼主你可以用我说的这些来参考理解，但如果真想深入研究，还是去认真学量子力学入门书比较好。这个领域中很多方面容易被误解，因为一些东西只是代称，而真实概念大不相同，其概念和逻辑也和现实生活不是一个思路，故还是认真看理论书最准确。

Answer 3

　　自转与自旋分别用来指称宏观物体和微观粒子的某种旋转运动，两者区别有：

　　1）宏观物体的转动可以有确定的转轴、转动惯量、角速度；而微观粒子则没有可以分辨得出来的转轴、转动惯量、角速度。造成这一区别的部分原因是：宏观物体可有确定的体积、形状乃至质量分布，而微观粒子则没有这些特征，它时而可视为一个几何点，时而又可视为像电子云那样的一团迷雾（这一点不妨参考http://zhidao.baidu.com/question/118014424.html）。

　　2）宏观物体角动量的方向一般几乎不受观测的影响，是客观存在物理量；微观粒子角动量的方向则往往是由观测本身确定的，在未观测之前，不能说这个方向已经存在，它是在观测的同时突然生成的！（这是量子力学关于测量问题的一大谜团！）

　　3）宏观物体角动量的大小以及它在给定方向上的分量的大小在理论上可取连续分布的任意实数，微观粒子角动量的大小以及它在给定方向上的分量的大小则只能取分立分布的某些值（亦即相当一部分的数是禁止选取的）。

　　4）对于某个特定的宏观物体，其角动量可被连续改变；而对于某个特定的基本粒子，其角动量的大小则是完全固定的，只要它还是这个粒子，其角动量的大小就不能有任何改变，因此，其角动量的大小（等价于它的自旋量子数）就成为该基本粒子的一个固有的基本属性，这种内在性质比宏观物体的多少也可以说是内在的自转性质要“内在”得多——深刻得多、本质得多。为何微观粒子的角动量也能像其电荷与静止质量那样可以作为粒子的基本属性呢（宏观物体显然不以角动量为其基本属性）？这也还是一个谜！

　　（关于上述的3、4两点，在数学上貌似有解释：比如，狄拉克方程在构造时，一方面要满足量子力学关于物理量算符化及方程线性的要求，一方面又要满足狭义相对论关于时空平权及质能动量关系的要求，这样数学上就不可能有以数为变量的函数可以做到，只能使数扩展为矩阵才行，而这矩阵正可以对应恒大的、分量分立的自旋角动量。但怎样用更物理的语言表述其中的微妙，至少我还做不到。）

　　5）测量的方法很不一样：宏观物体角动量的确定往往是从测量其角速度，测量其形状、质量分布入手，然后利用公式算得其转动惯量、进而再算得其角动量；微观粒子的角动量则是间接测得的——比如，小磁铁在外加不均匀磁场中会受力而做漂移运动，实验中的电子就会像小磁铁那样漂移，而带电体若旋转起来，就会像个小磁铁，因而设想电子在旋转是有合理性的，至于其具体的角动量大小，是通过细致分析分裂光谱，进而求得相应状态的能量变化，再结合一些理论上的考虑而最终确定的；再比如，原子发射光子时，我们可以通过已知的理论分析和光谱数据得知原子的前后状态改变了一定的角动量，若设想光子总带有一定的角动量，那么上述改变就能得到很自然很简单的解释——发射出去的光子不仅带走了一些能量及动量，还带走了一些角动量。（中微子的角动量也是根据类似的方法推断的。）

　　（不大同意楼上那个“万人开关手电模拟旋转光束”的类比，我认为微观粒子的角动量也是真实的，不仅仅只是看起来像，因为轨道角动量是可以直接与自旋角动量做“矢量合成”的；但它确实有诸多难以理解之处，我们也还不清楚它的源头，所以，我不能完全肯定它不是一种表观的假象、一种本质上与旋转无关的东西。）

　　还有什么问题，欢迎追问！

Answer 4

简单回答，自转是一种机械运动，而自旋是粒子的内禀属性，就像质量，电荷量量一样；关键是不能把自旋简单的理解为自转，以电子为例，那样理解的结果会导致电子表面的超过光速，违背相对论，而自旋的具体机制目前还未探明。

Answer 5

有时间看看量子力学吧，曾谨言写的那本《量子力学导论》不错，普通本科生用的，我正在学，看完你就不会提这些问题了