Teoria e prassi degli spin-off universitari
Percorsi di sviluppo e "performance" delle imprese "spin-off" della ricerca: risultati di una analisi longitudinale sugli "spin-off" dell'Università
Nonostante l'importanza riconosciuta agli "spin-off" della ricerca come mezzo per il trasferimento tecnologico, l'analisi delle loro "performance
approssimazione, in secondo luogo trascura l'influenza dello spin dell'elettrone. Ora si vedrà al cap. V p. III che quando si eliminano questi due errori, usando
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Questa regola, applicata al momento orbitale di un elettrone, riconduce al risultato del § 56: applicata invece al momento derivante dal solo spin
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Per distinguere tra loro i due stati dell'atomo, corrispondenti alle due orientazioni dello spin, basta aggiungere alla indicazione dei tre numeri
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fedelmente le proprietà dello spin: tuttavia esso è, come tutti i modelli, molto utile per aiutare l'intuizione e semplificare il linguaggio.
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Ogni livello energetico quindi si sdoppia, per effetto dell'esistenza dello spin, in due livelli vicini: la differenza di essi è dell'ordine di
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all'ipotesi ) è che la proiezione dello spin su una direzione qualunque ha sempre uno dei due valori , e corrispondentemente la proiezione del momento
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(1) Si noti incidentalmente che da ciò segue , e quindi lo spin totale (in unità ), definito da risulta e non 1 come si ammette di solito nel modello
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avranno l'unico autovalore + 1, cosicchè sarà lecito scrivere (1) Si noti incidentalmente che da ciò segue , e quindi lo spin totale (in unità ), definito
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Altre due relazioni analoghe a questa si ricaverebbero nello stesso modo: le componenti dello spin sono dunque anticommutative. Tenendo poi conto di
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Quando si tiene conto dello spin, una misura delle coordinate x, y, z dell'elettrone non è più una «osservazione massima», poichè non definisce
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Per ovvia estensione dei principi del § 22, l'operatore che corrisponde ad una qualsiasi grandezza relativa allo spin si ottiene scrivendo
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Come applicazione, supponiamo che un'osservazione dello spin rispetto a una certa direzione n, di coseni , abbia dato il risultato + 1, e supponiamo
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L'hamiltoniana di un elettrone dotato di spin in un campo magnetico si scrive per analogia con quella della meccanica classica, la quale, in prima
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Separazione della variabile di spin. - Se il campo magnetico è uniforme, la parte dell'hamiltoniano dipendente dallo spin non contiene le coordinate
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(1) Esclusa, s'intende, la degenerazione dovuta allo spin.
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, se si tratta di uno stato stazionario non degenere (1) Esclusa, s'intende, la degenerazione dovuta allo spin. , esse devono differire solo per un
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Questo risultato giustifica il successo della teoria modellistica dello spin, in quanto essa postulava che lo spin potesse disporsi o parallelamente
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autofunzione ad esso corrispondente. La seconda (dove rappresenta l'energia dovuta all'azione del campo magnetico sul momento magnetico di spin) si
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Nel primo caso si ha dunque , vale a dire lo spin è diretto con certezza nel verso dell'asse z, nel secondo caso e lo spin è diretto con certezza nel
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eguale a e diretto in senso opposto allo spin: ciò si vedrà in altro modo nel § seguente.
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Se si fosse supposto invece lo spin antiparallelo all'asse z, cioè , si sarebbe giunti a una conclusione analoga, ma il momento magnetico sarebbe
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Non è invece impossibile immaginare delle esperienze di tipo non corpuscolare, che permettano di rivelare l'esistenza dello spin : p. es., un fascio
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(2) Quindi le tre componenti dello spin non sono osservabili compatibili: da ciò dipende il fatto che le proprietà dello spin non corrispondono in
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Agli operatori di spin si applicano, naturalmente, tutte le considerazioni esposte nel cap. II per gli operatori corrispondenti alle altre
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che le proiezioni dello spin sui tre assi sono rappresentate dagli operatori:
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Possiamo dunque dire che, delle quattro , le due con indice dispari corrispondono (nel modello vettoriale) allo spin orientato parallelamente
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in cui lo spin è parallelo all'asse z, la II invece al caso in cui lo spin è antiparallelo all'asse z: la soluzione più generale, che si ottiene
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In questo caso sono piccole rispetto a B (supposto ); e, ritenendole trascurabili, la soluzione I corrisponde allo spin parallelo all'asse z, la II
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se invece si tien conto anche delle azioni magnetiche, conterrà anche le variabili di spin e , ma sempre in modo simmetrico). A causa della
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In molti casi, in un sistema con due elettroni le forze dovute agli spin sono trascurabili in prima approssimazione. Formalmente, ciò significa che
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dove i = l, 2, ed rappresenta, ora, solo il gruppo dei tre numeri quantici orbitali dell'elettrone i-esimo, mentre il numero quantico di spin, , è
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variabile di spin da quelle di posizione, cioè di scrivere una generica soluzione della (369) nella forma
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mentre l'autofunzione di spin si riduce, in sostanza, a un gruppo di due costanti e (corrispondenti rispettivamente ai due valori ± l della variabile
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e similmente con le autofunzioni di spin:
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Si osservi ora che, poichè trascuriamo le forze dovute agli spin, gli autovalori risultano indipendenti dai numeri quantici di spin , dipendendo solo
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Per calcolare le , calcoliamo, mediante le (391), le autofunzioni di spin, corrispondenti alle quattro coppie di valori (393) per ed ; otteniamo:
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(2) Se si tien conto delle forze dovute agli spin, questo livello triplo si scinde a sua volta in tre livelli semplici, eccettuato il caso che
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Il livello primitivo , si scinde dunque, in generale, in un livello triplo (2) Se si tien conto delle forze dovute agli spin, questo livello triplo
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Questo risultato trova un'espressione suggestiva nel modello vettoriale. In questo modello, a un'autofunzione di spin simmetrica si fanno
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dove sono gli operatori corrispondenti alle componenti dello spin del primo elettrone (formati a norma del § 45) e sono quelli del secondo
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Ciò significa, per il principio generale della meccanica quantistica, che una misura dello spin totale darebbe nel primo caso 0, nel secondo . (Il
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(1) Infatti, si consideri l'operatore che rappresenta il quadrato dello spin totale, e che è:
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di spin.
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posizionali sia antisimmetrica se gli spin sono paralleli, e sia simmetrica se sono antiparalleli: nel primo caso si ha un livello triplo (che il
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corrispondente risulta, come si è visto, anche trascurando le azioni magnetiche sugli spin, mentre, secondo il modello vettoriale, i due stati
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ipotesi agli spin paralleli, i semplici agli spin antiparalleli: per , essendo , mancherebbe lo stato semplice anzichè quello triplo. Come si dirà al
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Questi risultati sperimentali sono in eccellente accordo con la teoria esposta nei §§ precedenti: gli atomi del parelio sono quelli a spin
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