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电子的自旋与地球的自转有什么不同吗？

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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

电子的自旋与地球的自转有什么不同吗？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

很高兴能回答您提出的问题。

电子的自旋与地球的自转，有时候大家用来作类比，都是围绕中心所做规律性的转动，但它们的性质是不同的。

电子的自旋

电子自旋实际上是微观粒子的一种性质。电子绕着原子核转的同时也进行自转，或顺时针或逆时针。电子携带负电荷，电荷转动形成电流，所以电子自旋可以看成是一个小电流圈，而小电流圈可以看成是一个有南北极的小磁铁。电子自旋是量子效应，不能作经典物理的理解，如果把电子自旋看成绕轴的旋转，则会得出与相对论矛盾的结果。进一步研究表明，不但电子存在自旋，中子、质子、光子等所有微观粒子都存在自旋，只不过取值不同。电子自旋具有角动量和自旋磁矩。

地球的自转

地球自转的成因，目前看有这么几种：第一种是引力源牵引，物质被吸引并围绕引力旋转，地球的自转很有可能是生成初期引力源作用。第二种，宇宙环境非常复杂，在地球形成初期，它受到了很多撞击，相当于给了地球一个旋转的力，类似与我们日常看到的旋转陀螺，加上宇宙阻力相对较小，这种力被保留至今，不过转速变得越来越慢，就是我们说的自转。

二者的差异

从我了解到的知识来看，二者至少有以下两个区别。

1、转动的概念不一样。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。而电子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，因此看起来像是旋转效果，并且也可以用旋转来计算。但实际上并非粒子本体在转动，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。

2、电子自旋是内在属性，而地球自转并不是内在性质。如果地球不转了，它还是地球，因为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。但是粒子如果不自旋或者方向改变，它就是一个新粒子，自旋是粒子在某种状态下能否稳定存在的基础要素。

希望我的回答能够帮助到您。

回答于 2019-09-11 08:43:50

先说电子自旋

 

电子自旋是电子的基本性质之一，是由电子内禀角动量引起的内禀运动的简称。受泡利不相容原理的启发，1925年美国物理学家乌伦贝克和古兹密特分析原子光谱的一些实验结果发现了电子的自旋现象。实际上，不但电子存在自旋，中子、质子、光子等所有微观粒子都存在自旋。

虽然电子自旋运算规则类似于经典力学的角动量，但从本质上来说这与经典力学中的自转是完全不同的。电子自旋是量子效应，是电子与生俱来的本质属性，如果把电子自旋看成如同地球自转或陀螺旋转那样的绕轴运动，就会得出与麦克斯韦方程组相矛盾的结果，因此电子自旋跟地球自转之间有很深的理论沟壑。

简单的说，粒子包括电子的自旋只是一个具象化的描述，是将角动量量子化的结果，由于量子的世界十分诡异，用我们日常所见的现象去理解粒子的各种性质是行不通的。

 

然后说地球自转。

关于地球自转的原因，科学界中存在很多争议。有的认为，由于宇宙中广泛存在一种叫以太的介质，地球沿以太的运动方向运动，同时地球又受到太阳引力的作用，双重效应下地球开始自转；有的认为是地球在围绕太阳公转的过程中，为了保持自身运动的平衡性才形成的自转；有的认为是太阳系形成初期，原初星云物质在收缩时形成的旋转角动量转化成了其形成的行星的角动量，而行星周边宇宙环境接近于真空，所以诸如地球等行星才一直自转至今。不过，所有关于地球自转机制都还处于假说阶段，真正的原因无从知晓。

 

不过终究来说地球自转是其自身内因与外部环境的相互作用造成的，地球自转宇宙万物都处于无始无终的运动中，不存在绝对静止的物体，但如果粗略地将地球自转单独归结于“绝对运动”的原因显得太过牵强，地球自转不是地球的本质属性，根据目前的测算结果，地球的自转速度正在改变，但就算如果有一天地球自转停止，地球仍然是地球，这一点与电子的自旋完全不同，电子的自旋无法被改变，仅其角动量指向可以改变。