Большая Советская Энциклопедия (СП)
Шрифт:
С. измеряется в единицах Планка постоянной
– и К-мезонов — 0, С. фотона равен 1. Хотя у фотона (как и у нейтрино) нельзя измерить собственный момент количества движения, т. к. нет системы отсчёта, в которой фотон покоится, однако в квантовой электродинамике доказывается, что полный момент фотона в произвольной системе отсчёта не может быть меньше 1; это даёт основание приписать фотону С. 1. Наличие у нейтрино С. 1/2 вытекает, например, из закона сохранения момента количества движения в процессе бета-распада.
Проекция С. на любое фиксированное направление z в пространстве может принимать значения J, J—1, ..., —J. Т. о., частица со С. J может находиться в 2J + 1 спиновых состояниях (при J = 1/2 — в двух состояниях), что эквивалентно наличию у неё дополнительной внутренней степени свободы. Квадрат вектора С., согласно квантовой механике, равен
Концепция С. была введена в физику в 1925 Дж. Уленбеком и С. Гаудсмитом, предположившими (на основе анализа спектроскопических данных) существование у электрона собственного механического момента
Учёт С. электрона позволил В. Паули сформулировать принцип запрета, утверждающий, что в произвольной физической системе не может быть двух электронов, находящихся в одном и том же квантовом состоянии (см. Паули принцип). Наличие у электрона С. 1/2 объяснило мультиплетную структуру атомных спектров (тонкую структуру), особенности расщепления спектральных линий в магнитных полях (т. н. аномальный Зеемана эффект), порядок заполнения электронных оболочек в многоэлектронных атомах (а следовательно, и закономерности периодической системы элементов), явление ферромагнетизма и многие др. явления.
Существование у протона С. 1/2 было постулировано на основе опытных данных англ. физиком Д. М. Деннисоном. Эксперимент, проверка этой гипотезы привела к открытию в 1929 орто- и пара-водорода (см. Атом). Несколько ранее Паули предположил, что сверхтонкая структура атомных уровней энергии определяется взаимодействием электронов со С. ядра, что и было вскоре доказано Г. Бэком и Гаудсмитом в результате анализа эффекта Зеемана в висмуте.
С. частиц однозначно
В математический аппарат нерелятивистской квантовой механики С. был последовательно введён Паули, при этом описание С. носило феноменологический характер. В действительности С. частицы — релятивистский эффект (что было доказано П. Дираком). Так, наличие у электрона С. и спинового магнитного момента непосредственно вытекает из релятивистского Дирака уравнения (которое для электрона в электромагнитном поле в пределе малых скоростей переходит в Паули уравнение для нерелятивистской частицы со С. 1/2).
Величина С. элементарных частиц определяет трансформационные свойства полей, описывающих эти частицы. При Лоренца преобразованиях поле, соответствующее частице со С. 0, преобразуется как скаляр (или псевдоскаляр); поле, описывающее частицу со С. 1/2, — как спинор, а со С. 1 — как вектор (или псевдовектор) и т. д.
Лит. см. при ст. Квантовая механика.
О. И. Завьялов.
Спинальное животное
Спина'льное живо'тное (от позднелатинского spinalis — спинной, спинномозговой), спинномозговое животное, животное (чаще лягушка, собака, кошка), у которого для физиологических исследований путём поперечной перерезки спинного мозга разобщается его связь с головным мозгом. В результате этого части тела животного, иннервируемые волокнами, отходящими от сегментов спинного мозга, расположенных ниже перерезанного участка, могут функционировать рефлекторно лишь в ответ на импульсы, поступающие в эти же сегменты. С. ж. может жить долго, если перерезка сделана ниже 5—6-го шейного сегмента, т. е. не привела к отъединению от дыхательного центра нервных клеток спинного мозга, иннервирующих дыхательную мускулатуру. Исследование рефлексов у С. ж. имеет значение для изучения общих механизмов рефлекторной деятельности у позвоночных животных. Оно важно также для понимания явлений, наступающих после повреждения спинного мозга при травмах у человека. Ср. Бульбарное животное.
Спинная струна
Спинна'я струна', то же, что хорда.
Спинная сухотка
Спинна'я сухо'тка, табес дорзалис (от позднелатинского tabes — истощение и dorsalis — спинной), поздняя форма сифилитического поражения нервной системы, преимущественно оболочек, задних корешков и задних столбов спинного мозга. От момента заражения сифилисом до появления первых признаков С. с. проходит 3—30 лет (чаще — в пределах 10 лет). Проявляется болью и парестезиями (ощущение ползания мурашек, онемения, покалывание в ногах, приступы жгучих болей во внутренних органах — табетические кризы); судорожным кашлем, затруднённым дыханием; изменениями зрачков. Нарушаются мышечно-суставное чувство в ногах (резкое снижение мышечного тонуса, выпадение рефлексов и расстройства движений, в частности атактическая походка), питание тканей (деформация суставов, повышенная ломкость костей, изъязвление кожи подошв, выпадение волос, резкое похудение), зрение — в связи с поражением зрительного нерва, которое может привести к слепоте, и т. д. Лечение см. в статьях Сифилис, Противосифилитические средства.
В. А. Карлов.
Спиннинг
Спи'ннинг (англ. spinning, от spin — вращаться), спортивная снасть для ловли хищных рыб. Состоит из удилища (длина до 3,5 м) с пропускными кольцами, катушки, лесы и блесны (искусственной приманки в форме ложечки или рыбки). Груз и поводок с блесной или другой приманкой с одним или несколькими крючками прикрепляются к концу лесы. Блесну забрасывают в намеченное место и подтягивают, наматывая лесу на катушку, чтобы придать приманке вид движущейся рыбы.