1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

Σχετικά έγγραφα
μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα x

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

Παραμαγνητικός συντονισμός

μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης

Nobel Φυσικής για Κβαντική Ηλεκτροδυναμική

Δηλαδή. Η Χαμιλτονιανή του περιστροφέα μέσα στο μαγνητικό πεδίο είναι

(ταλαντούμενο) μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης Επίλυση με αλλαγή βάσης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Spin Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

Â. Θέλουμε να βρούμε τη μέση τιμή

Εύρεση των ιδιοτιμών της στροφορμής

Διάλεξη 2: Κεντρικά Δυναμικά. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για κεντρικά δυναμικά

(φορτισμένος αρμονικός 2 ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

Σπιν 1 2. Γενικά. Ŝ και S ˆz γράφονται. ιδιοκαταστάσεις αποτελούν ορθοκανονική βάση στον χώρο των καταστάσεων του σπιν 1 2.

Λυμένες ασκήσεις στροφορμής

Σύστημα δύο αλληλεπιδρώντων σπιν μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο (άσκηση)

ˆ ˆ. (τελεστής καταστροφής) (τελεστής δημιουργίας) Το δυναμικό του συστήματός μας (αρμονικός ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟΣ ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ ΜΕΣΑ ΣΕ ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ: ΤΕΛΕΣΤΕΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΣ, ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ, ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

( )U 1 ( θ )U 3 ( ) = U 3. ( ) όπου U j περιγράφει περιστροφή ως προς! e j. Γωνίες Euler. ω i. ω = ϕ ( ) = ei = U ij ej j

Εφαρμογές Θεωρίας Διαταραχών σε Υδρογόνο: Λεπτή Υφή, Φαινόμενο Zeeman, Υπέρλεπτη Υφή

Δύο διακρίσιμα σωμάτια με σπιν s 1

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Πτυχιακή εξέταση στη Μηχανική ΙI 20 Σεπτεμβρίου 2007

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Ιούνιος 2004

ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΠΗ ΠΑΡΑΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Σπιν 1/2. Γενικά. 2 Υπενθυμίζουμε ότι τα έξι κουάρκ και τα έξι λεπτόνια του Καθιερωμένου Προτύπου,

( ) ( ) ( )! r a. Στροφορμή στερεού. ω i. ω j. ω l. ε ijk. ω! e i. ω j ek = I il. ! ω. l = m a. = m a. r i a r j. ra 2 δ ij. I ij. ! l. l i.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Εφαρμογές Θεωρίας Διαταραχών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΣΕ ΜΙΑ ΤΥΧΑΙΑ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

d E dt Σχήμα 3.4. (α) Σχηματικό διάγραμμα απλού εναλλάκτη, όπου ένας αγώγιμος βρόχος περιστρέφεται μέσα

Μηχανική του στερεού σώματος

B 2Tk. Παράδειγμα 1.2.1

Αρμονικός ταλαντωτής Ασκήσεις

Άσκηση 1. Δείξτε τις σχέσεις μετάθεσης των πινάκων Pauli

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Διάλεξη 5: Ατομική Δομή. Σύζευξη Σπιν-Τροχιάς

Η άλγεβρα της στροφορμής

Βασικές αρχές της Φασµατοσκοπίας NMR

Κεφάλαιο M11. Στροφορµή

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι Αθήνα Τηλ.: , ,

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

ΜΙΓΑΔΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΓΕΝΙΚΑ. Έστω σωμάτιο, στις τρεις διαστάσεις, που βρίσκεται υπό την επίδραση μιγαδικού δυναμικού της μορφής

Διάλεξη 2: Πυρηνική Σταθερότητα, σπιν & μαγνητική ροπή

( x) Half Oscillator. Σωμάτιο βρίσκεται υπό την επίδραση του δυναμικού

Κβαντομηχανική σε. τρεις διαστάσεις. Εξίσωση Schrödinger σε 3D. Τελεστές 2 )

Διατομικά μόρια- Περιστροφική ενέργεια δονητικά - περιστροφικά φάσματα

ΜΑΘΗΜΑ - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 2 Σεπτεμβρίου 2010

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

Λύση: Η δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό δίνεται από την

Γκύζη 14-Αθήνα Τηλ :

Ο Πυρήνας του Ατόμου

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

ασθενέστερες αλληλεπιδράσεις στο άτομο που προέρχονται από μαγνητικά φαινόμενα. Θα ασχοληθούμε αρχικά με τα φαινόμενα εκείνα που προκαλούνται από

+ z, όπου I x, I y, I z είναι οι ροπές αδράνειας

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Φυσική Θετικών Σπουδών Γ τάξη Ενιαίου Λυκείου 2 0 Κεφάλαιο

Ατομική Δομή. Μαγνητική ροπή φορτίου σε τροχιά. q L 2. mvr. ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1, 7146, cmsl.materials.uoi.

Δομή Διάλεξης. Οι τελεστές της τροχιακής στροφορμής στην αναπαράσταση της θέσης. Τελεστές δημιουργίας και καταστροφής για ιδιοκαταστάσεις στροφορμής

ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΤΜΗΜΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΘΕΜΑΤΑ Κάθε απάντηση επιστηµονικά τεκµηριωµένη είναι δεκτή

ΘΕΜΑΤΑ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΙΙ. Θέμα 2. α) Σε ένα μονοδιάστατο πρόβλημα να δείξετε ότι ισχύει

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 29 ΜΑΪOY 2015 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

S ˆz. Απ. : Αυτό που πρέπει να βρούμε είναι οι συντελεστές στο ανάπτυγμα α. 2αβ

Θεωρητική μηχανική ΙΙ

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2008 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Το ελαστικο κωνικο εκκρεμε ς

Δείξτε ότι οι ιδιοκαταστάσεις της ενέργειας του ελεύθερου κβαντικού 2

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Α5. α. Λάθος β. Λάθος γ. Σωστό δ. Λάθος ε. Σωστό

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

Ατομική και Μοριακή Φυσική

Ασκήσεις 6 ου Κεφαλαίου

Χρησιμοποιείστε την πληροφορία αυτή για να δείξετε ότι ο τελεστής που θα μεταφέρει το άνυσμα

Ατομική και Μοριακή Φυσική

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3/2/2016 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέμβριος 2012

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΟ ΚΥΚΛΩΝ) Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002 ÈÅÌÅËÉÏ

Το θεώρημα virial1 στην κβαντική μηχανική

Ο τελευταίος όρος είναι πάνω από την επιφάνεια στο άπειρο όπου J = 0,έτσι είναι μηδέν. Επομένως

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

Ακτίνα καμπυλότητας - Ανάλυση επιτάχυνσης σε εφαπτομενική και κεντρομόλο συνιστώσα

Μετασχηματισμοί Καταστάσεων και Τελεστών

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 25 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ατομική Δομή ΙΙ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ ΤΩΝ ΥΟ ΚΥΚΛΩΝ) Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

F mk(1 e ), όπου k θετική σταθερά. Στο όχημα ασκείται

Είναι (1) Έστω (2) Τότε η (1) γράφεται (3) Από την (3) βλέπουμε ότι η y ( x; a ) περιγράφει μια συνοχική κατάσταση μάλιστα

Προτεινόμενα θέματα Πανελλαδικών εξετάσεων. Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης ΕΛΛΗΝΟΕΚΔΟΤΙΚΗ

Transcript:

. Μετάπτωση Larmor (γενικά) Τι είναι η μετάπτωση; Μετάπτωση είναι η αλλαγή της διεύθυνσης του άξονα περιστροφής ενός περιστρεφόμενου αντικειμένου. Αν ο άξονας περιστροφής ενός αντικειμένου περιστρέφεται κι αυτός γύρω από έναν άλλο, δεύτερο άξονα, τότε το περιστρεφόμενο αντικείμενο εκτελεί μετάπτωση γύρω από τον δεύτερο άξονα. Τι είναι η μετάπτωση Larmor; Μετάπτωση Larmor είναι η μετάπτωση της μαγνητικής ροπής ενός αντικειμένου, που έχει μαγνητική ροπή, γύρω από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Τα αντικείμενα που έχουν μαγνητική ροπή έχουν στροφορμή και εσωτερικά ρεύματα ηλεκτρικού φορτίου που συνδέονται με τη στροφορμή τους. Τέτοια συστήματα είναι, για παράδειγμα, τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια, άλλα φερμιόνια, πολλά ατομικά και πυρηνικά συστήματα, καθώς επίσης και μακροσκοπικά συστήματα. Το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο ασκεί ροπή στη μαγνητική ροπή του συστήματος ίση με () Υπενθυμίζουμε ότι η μαγνητική ροπή είναι η μαγνητική διπολική ροπή, δηλαδή θεωρούμε ότι το σύστημά μας είναι ένα μαγνητικό δίπολο. Για μια στατική (ακίνητη) μαγνητική ροπή ή για έναν κλασικό βρόχο ρεύματος, η ροπή τείνει να προσανατολίσει τη μαγνητική ροπή παράλληλα στο μαγνητικό πεδίο, ώστε η μαγνητική δυναμική ενέργεια U του διπόλου να γίνει ελάχιστη. Αν όμως η μαγνητική ροπή οφείλεται, για παράδειγμα, στην κίνηση ενός φορτισμένου σωματίου, τότε είναι ανάλογη της στροφορμής του, αφού, όπως έχουμε δείξει, η μαγνητική ροπή που δημιουργεί σωμάτιο φορτίου q, μάζας m, και τροχιακής στροφορμής L r p είναι q L () m Εξάλλου, η χρονική παράγωγος της τροχιακής στροφορμής ενός σωματίου είναι dl d dr dp r p p r v p r F dl (3) p p m Για την περίπτωση της ροπής (), η (3) γράφεται

dl Με τη βοήθεια της (), η τελευταία σχέση γράφεται dl q L (4) m Επειδή L L, από την (4) συμπεραίνουμε ότι η μεταβολή της στροφορμής του σωματίου είναι κάθετη στη στροφορμή του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το διάνυσμα της στροφορμής να περιστρέφεται γύρω από τον άξονα του μαγνητικού πεδίου, δηλαδή να εκτελεί μετάπτωση γύρω από τον άξονα του μαγνητικού πεδίου. Από τη () συμπεραίνουμε ότι την ίδια μεταπτωτική κίνηση κάνει και η μαγνητική ροπή. Η μετάπτωση αυτή ονομάζεται μετάπτωση Larmor και η συχνότητά της ονομάζεται συχνότητα Larmor. Μετάπτωση Larmor Στην κβαντική μηχανική, η στροφορμή είναι τελεστής, επομένως και η μαγνητική ροπή είναι τελεστής. Σε αυτήν την περίπτωση, μετάπτωση Larmor κάνει η μέση τιμή της μαγνητικής ροπής (ή της στροφορμής, που μπορεί να είναι η τροχιακή στροφορμή ή το σπιν, όπως θα δούμε παρακάτω). Παραπομπές. https://en.wikipedia.org/wiki/larmor_precession. http://hperphsics.ph-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/larmor.html. Μετάπτωση Larmor μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα Κβαντικό σύστημα έχει μαγνητική ροπή J, όπου J είναι η στροφορμή του συστήματος (τροχιακή στροφορμή ή σπιν) και ο γυρομαγνητικός του λόγος. Το σύστημα τοποθετείται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο που είναι παράλληλο στον άξονα. Υπολογίστε τη χρονική παράγωγο της μέσης

τιμής της στροφορμής του συστήματος,. Δείξτε ότι το μέτρο του διανύσματος J παραμένει σταθερό, ενώ το ίδιο το διάνυσμα περιστρέφεται γύρω από το μαγνητικό πεδίο σχηματίζοντας σταθερή γωνία με αυτό, δηλαδή κάνει μεταπτωτική κίνηση (μετάπτωση Larmor). Ποια είναι η συχνότητα της περιστροφής (συχνότητα Larmor); Λύση Το ομογενές μαγνητικό πεδίο είναι παράλληλο στον άξονα, επομένως e () Η μαγνητική δυναμική ενέργεια του συστήματός μας είναι U () Όμως J. Αντικαθιστώντας στη () παίρνουμε U J Με τη βοήθεια της (), η τελευταία σχέση γράφεται U J (3) Έτσι, η Χαμιλτονιανή του συστήματός μας είναι H J (4) Βλέπουμε ότι η Χαμιλτονιανή (4) δεν εξαρτάται ρητά από τον χρόνο. Επομένως, από το θεώρημα του Ehrenfest, θα έχουμε i H, J (5) Ο μεταθέτης της Χαμιλτονιανής με τη στροφορμή είναι H, J J, J J, J Έτσι, η (5) γράφεται i i J, J J, J i J, J Από την (6) παίρνουμε (6)

i, i J J i d (7) Επίσης, από την (6) παίρνουμε i, i, i J J J J i d (8) Πάλι από την (6) παίρνουμε d d i (9), Από την (9) συμπεραίνουμε ότι (), η μέση τιμή της συνιστώσας της στροφορμής είναι σταθερή χρονικά. Οι (7) και (8) είναι συζευγμένες, αλλά μπορούμε να τις «ξεμπερδέψουμε» να τις αποσυζεύξουμε αν παραγωγίσουμε άλλη μια φορά. Πράγματι από την (7) παίρνουμε Με τη βοήθεια της (8), η τελευταία σχέση γράφεται d d () Η () είναι η διαφορική εξίσωση κίνησης αρμονικού ταλαντωτή με κυκλική συχνοτητα

() Θεωρούμε ότι. Αν, αλλάζει απλώς το πρόσημο του, δηλαδή. Επομένως, σε κάθε περίπτωση,. Αντίστοιχα, από την (8) παίρνουμε Με τη βοήθεια της (7), η τελευταία σχέση γράφεται d d (3) Η (3) είναι η διαφορική εξίσωση κίνησης αρμονικού ταλαντωτή με την ίδια κυκλική συχνοτητα Βλέπουμε λοιπόν ότι οι μέσες τιμές J και J κάνουν αρμονική ταλάντωση με την ίδια κυκλική συχνότητα, ενώ η μέση τιμή J είναι σταθερή. Η λύση της () γράφεται A ep i t ep i t (4) Ομοίως, η λύση της (3) γράφεται A ep i t ep i t (5) Θα υπολογίσουμε τώρα τους συντελεστές A,, A, συναρτήσει των αρχικών τιμών Για t, J., από τις (4) και (5) παίρνουμε J A (6) J A (7) Επίσης, τη (4) παίρνουμε d ep i A ep i t i t

Επομένως i A (8) Αντίστοιχα, αν παραγωγίσουμε τη (5) και θέσουμε t θα πάρουμε i A (9) Όμως, για t, οι (7) και (8) μάς δίνουν, αντίστοιχα, d d () () Συγκρίνοντας τη (8) και την () παίρνουμε i A i A A i A i () Συγκρίνοντας τη (9) και την () παίρνουμε i A i A A i A i (3) Από τις (6) και () υπολογίζουμε τις σταθερές υπολογίζουμε τις σταθερές A και. Από τις (6) και () παίρνουμε, διαδοχικά, A και Προσθέτουμε και αφαιρούμε, αντίστοιχα, τις δύο εξισώσεις κατά μέλη A J A J i J A i i A J i J J i J, ενώ από τις (7) και (3)

A J i J (4) J i J (5) Οι συνιστώσες της στροφορμής J, όπως και η ίδια η στροφορμή (είτε είναι τροχιακή στροφορμή είτε σπιν), είναι παρατηρήσιμα μεγέθη. Έτσι, οι αντίστοιχοι τελεστές είναι ερμιτιανοί. Αυτό σημαίνει ότι έχουν πραγματικές ιδιοτιμές, επομένως και πραγματικές μέσες τιμές, δηλαδή,, άρα,. Έτσι, από την (4) παίρνουμε, * A J i J J i J * A (6) * Για τις σταθερές A και (5), από τις (7) και (3) θα πάρουμε Προσθέτουμε και αφαιρούμε, αντίστοιχα, τις δύο εξισώσεις κατά μέλη A J A J i J A i i A J i J J i J A J i J (7) J i J (8) Όπως, και πριν, βλέπουμε ότι A (9) * Έχοντας υπολογίσει τις σταθερές A,, A,, μπορούμε να γράψουμε τις λύσεις (4) και (5) συναρτήσει των αρχικών τιμών Με τη βοήθεια των (4) και (5), η (4) γράφεται, J.

ep ep J i J i t J i J i t i J ep i t ep i t J ep i t ep i t i J cos t J isin t J cos t J sin t sin J J cos t J t (3) Ομοίως, με τη βοήθεια των (7) και (8), η (5) γράφεται ep ep J i J i t J i J i t i J ep i t ep i t J ep i t ep i t i J cos t J isin t J cos t J sin t sin J J cos t J t (3) Από τις (3) και (3) παίρνουμε cos sin sin cos J J J t J t J J t t cos sin sin cos sin cos sin cos J t J t J J t t t t J t t (3) Η (3) παριστάνει κύκλο με κέντρο την αρχή των αξόνων και ακτίνα. Επομένως, το πέρας του διανύσματος e e γράφει περιφέρεια κύκλου με κέντρο την αρχή των αξόνων και ακτίνα Δείξαμε επίσης (σχέση ()) ότι Επομένως, το πέρας του διανύσματος J e J e J e J e J e J e J.

γράφει περιφέρεια κύκλου με κέντρο το σημείο,,. Το μέτρο του διανύσματος J είναι J και ακτίνα δηλαδή είναι σταθερό (χρονικά σταθερό). Επίσης, είναι J J e το εσωτερικό γινόμενο των J και είναι σταθερό. Όμως, τα μέτρα των δύο διανυσμάτων είναι σταθερά. Επομένως είναι σταθερή και η μεταξύ τους γωνία. Αυτό προκύπτει και από το γεγονός ότι το διάνυσμα e e, δηλαδή η προβολή του διανύσματος J στο επίπεδο, έχει σταθερό μέτρο (σχέση (3)). Το διάνυσμα J περιστρέφεται (κάνει μετάπτωση) γύρω από τον άξονα, δηλαδή γύρω από τον άξονα του μαγνητικού πεδίου, με κυκλική συχνότητα (σχέση ()). Η μετάπτωση αυτή ονομάζεται μετάπτωση Larmor και η κυκλική συχνότητά της είναι. Σπύρος Κωνσταντογιάννης Φυσικός, M.Sc. skonstan@hotmail.com