“電子自旋”趣事（1）
在量子力學發展史中，曾經發生過一樁很有趣的探索故事，那就是關於電子自旋概念引入的問題。
斯特恩—革拉赫實驗證明，電子運動通過非均勻磁場時會表現出自旋與磁矩性，也就是說，運動電子像一個非常小的自旋磁陀螺；1921年，康普頓在關於X射線研究中曾萌生過這個念頭，但他沒有堅持自己的看法。
1925年秋，二個“無知”的物理系學生—古茲米特和烏倫貝克，受泡利不相容原理啟發，將泡利電子的第四個量子數定為電子的自旋，他們寫成論文交給物理學家Ehrenfest修改，Ehrenfest提醒他們：
1、如果將電子看作是帶有面電荷的轉動小球，那麼，它產生的磁矩公式前要加一個因子2，即gs =2，這就是量子力學後來引入的郎德因子。
2、建議他們去詢問一下威望極高的物理學家洛倫茲。
當二位年輕人滿懷希望地找到洛倫茲後，發現：洛倫茲並不贊同電子像一個小磁陀螺一樣運動的看法，因為，他通過一系列計算發現，如果電子像小磁陀螺自旋，則它的表面轉動速度要比光速大很多倍，這就違反了當時公認的“光速是物質運動的極限速度”的結論。
他們只好帶著沮喪返回，並急匆匆去找Ehrenfest要回論文稿，而Ehrenfest卻告訴他們“我早寄出去了，你們都還年輕，允許你們乾點蠢事。”
正是Ehrenfest的疏忽與寬容，才成就了電子自旋概念的橫空出世。
論文發表後，自然遭到很多知名物理學者的反對，但由於電子自旋假設可以很好地從物理機制上解釋斯特恩—革拉赫實驗及反常塞曼效應等實驗現象，最終還是被物理學界所接納，併成為經典量子力學的重要組成部分。
我介紹這段關於電子自旋假設確立的曲折經歷就是想告訴大家：回顧歷史，瞭解電子自旋概念的來龍去脈，對深入思考、理解量子力學會很有幫助；同時也提醒摯愛科學探索的朋友們：做科學研究要有自己的觀點、要堅持自己的觀點，不要被“經典”束縛，更不要迷信權威！
那麼，關於電子自旋表面速度超光速，是如何計算得來的呢？
我這裡簡略介紹幾種計算方法，僅供大家參考：
1、 普朗克常數法
v是電子自旋時其表面的線速度，M為電子的質量，M=9.1×1031kg，R為電子的半徑，最大不會超過1014m，取R=1014m，代入上式中，可求得：
1/2h=ωʃr2dm=2ωm r2/5,v=5h/4mr,v=1.45×1010 m/s.
查詢：http://wenku.baidu.com/view/342e97126edb6f1aff001f19.html
2、角動量法
mvr/2=h/2π,v≈10c=3×109m/s .
查詢：http://wenku.baidu.com/view/c2f982244b35eefdc8d3332c.html
3、轉動慣量法
自旋角動量L是h/2π的數量級，也就是10^（-34），L=J(轉動慣量)*w(角速度)，電子模型為球體，J=2.5mr^2，w=v/r，所以L=2.5mrv，m數量級為10^(-31)，r數量級為10^(-16)，故v數量級為10^（13），以上均為國際單位制，可見表面速度遠大於10^(8)數量級。
查詢：http://wenku.baidu.com/view/26a3ad0bbb68a98271fefa64.html
4、精細結構常數法
L~pr~h，r=e^2/mc^2為經典電子半徑，帶入可知v~c/α，α=1/137為精細結構常數，也就是說v~137c
查詢：http://emuch.net/html/201111/3777032.html
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