Diskussion:Multiplizität

Dieser Artikel wurde ab Mai 2012 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Multiplizität“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Dieser Artikel wurde ab Juli 2013 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Multiplizität“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Dieser Artikel wurde ab Mai 2016 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Definition des Spins in Multiplizität und anderen Artikeln“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

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Unklarer Satz

Letzter Absatz 'Multiplizität des Kern-Spins':
"Der Gesamtspin I der Atomkerne setzt sich aus den Kernspins der einzelnen Atomkerne zusammen"
Verstehe ich das richtig als so etwa wie:
"Der Gesamtspin I der Atomkerne setzt sich aus den Spins der einzelnen Nukleonen zusammen"
Wobei ich nicht weiß ob das auch dann so richtig wäre.. Nach dem Buch 'Demtröder, Experimentalphysik4 3.Auflage" ist die Kernspinquantenzahl von Lithium(3|7) mit drei Protonen und vier Neutronen gleich 1/2, da es nur ein ungepaartes Nukleon gibt. Der experimentelle Wert für Li(3|7) ist aber 3/2 (!).
D.h. muss nicht noch der 'Bahndrehimpuls' der Nukleonen berücksichtigt werden?
Tatsächlich wird der Kernspin I im 'Demtröder' mit:
$I=\sum _{i=1}^{k}(I_{i}+L_{i})$
angegeben wird mit $i$ als Index für Nukleonen für $I_{i}$ als Nukleonenspin und $L_{i}$ als Bahndrehimpuls der jeweiligen Nukleonen.
Naja, wie das mit dem I auch immer genau sein möge.. der Satz macht meiner Meinung nach so oder so nicht viel Sinn.
Danke, --Bastiorange 00:39, 8. Apr. 2011 (CEST)

Ja, es scheint so zu sein, dass Kernspin üblicherweise auch den Bahndrehimpuls berücksichtigt. Ich habs entsprechend umgeschrieben.--Debenben (Diskussion) 22:15, 12. Mär. 2018 (CET)

Vorstellung vom Eigendrehimpuls eigentlich unhaltbar?

hier heißt es: "Bildlich stellt man sich unter dem Spin eines Elektrons oft den Eigendrehimpuls vor, der durch die „Rotation“ eines Elektrons um die eigene Achse entsteht, wobei diese Achse zu einer vorgegebenen Richtung nur zwei mögliche Einstellungen hat: parallel oder antiparallel. Diese Vorstellung ist jedoch nur in Grenzen hilfreich und eigentlich unhaltbar." Die Vorstellung vom Eigendrehimpuls beruht darauf, dass die Elektronen elektrische Ladung tragen und im Magnetfeld reagieren. Die magnetischen Eigenschaften von elektrischen Ladungen werden mit der Bewegung der Ladungsträger erklärt. Also das ist nicht nur bildliche Vorstellung. Da der Drehimpuls in mechanischen Systemen eine Erhaltungsgröße ist, und der Spin auch erhalten bleibt, d.h. nur in Quantensprüngen sich ändern lässt, drängt sich diese Analogie förmlich auf. --TumtraH-PumA (Diskussion) 14:46, 23. Mai 2016 (CEST)

Das finde ich zu unklar ausgedrückt: 1. "unhaltbar" ist die Vorstellung einer "Rotation", genauer: mit keiner vorstellbaren rotierenden Anordnung von Massen- und Ladungsverteilung könnte man Spin und magnetisches Moment des Elektrons auf die gewöhnliche Weise erklären. - 2. Wieso soll die Vorstellung vom Eigendrehimpuls darauf "beruhen", dass Elektronen Ladung haben und im Magnetfeld reagieren? Der Zeeman-Effekt (falls Du den dabei im Auge hast) hat zwar bei der Entdeckung des Elektronen-Spins eine große Rolle gespielt, aber "Eigendrehimpuls" als solcher beruht nicht darauf, den gibt es auch für ungeladene Teilchen. 3. Die "magnet. Eigenschaften von elektrischen Ladungen" werden durch Bewegung der Ladungsträger erklärt, soweit es um die Lorentzkraft geht. Nicht so das magnetische Moment von Elektron, Proton, Neutron .. Hab ich Dich falsch verstanden? --jbn (Diskussion) 15:58, 23. Mai 2016 (CEST)

Ich habe als nicht Physiker auch nicht die Kenntnisse hier schon einen klaren Vorschlag zu machen. Mir - Biochemiker - war nur aufgefallen, dass ich dieses "eigentlich unhaltbar" nicht ganz verstehen kann. Ich hatte ja den Drehimpuls als zur Mechanik gehörend und darum sozu sagen Modellvorstellungen unterstützend angegeben, selbstverständlich hängt der nicht von Ladungen ab. Mit welchen Vorstellungen wird in der heutigen Physik "das magnetische Moment von Elektron, Proton, Neutron" erklärt? Klar habe ich mich im Studium seinerzeit auch schon gefragt, was setzt diese Vorstellung vom Drehimpuls für eine innere Struktur voraus, anderer seits könnten kleine Rotationen um eine nicht durch das Ladungszentrum laufende Achse erklärend wirken. --TumtraH-PumA (Diskussion) 19:03, 23. Mai 2016 (CEST)

Nein, können sie nicht. Glaub mir, es hat genügend fehlgeschlagene Versuche gegeben, das nach klassischer Physik unerklärliche Verhältnis von Spindrehimpuls zu magnetischem Moment doch zu erklären. --jbn (Diskussion) 20:59, 23. Mai 2016 (CEST)

In Spin-Statistik-Theorem heißt es: "Spin ist der Eigendrehimpuls der Teilchen. Eine klassisch anschauliche Vorstellung der Teilchen, etwa als sehr kleine rotierende Körper, ist allerdings nicht möglich, denn um den bekannten Wert des Spins zu haben, müssten sie so schnell rotieren, dass an ihren Randgebieten Überlichtgeschwindigkeiten aufträten, und das widerspricht der Relativitätstheorie." das kann ich verstehen und nachvollziehen. Alles Anschaulichmachen ist nur hinkendes Beispiel. Aber ohne gewisse Anschaulichkeit mit dem Bewusstsein ihrer Begrenztheit fällt Verstehen auch nicht leicht. --TumtraH-PumA (Diskussion) 22:38, 23. Mai 2016 (CEST)

Da stimme ich voll zu, aber hier in der Artikel-Verbesserungs-Diskussion ist eigentlich nicht der Ort für so allgemeine Betrachtungen. --jbn (Diskussion) 09:27, 24. Mai 2016 (CEST)

ich versuch jetzt mal einen textuellen Vorschlag, statt: "Bildlich stellt man sich unter dem Spin eines Elektrons oft den Eigendrehimpuls vor, der durch die „Rotation“ eines Elektrons um die eigene Achse entsteht, wobei diese Achse zu einer vorgegebenen Richtung nur zwei mögliche Einstellungen hat: parallel oder antiparallel. Diese Vorstellung ist jedoch nur in Grenzen hilfreich und eigentlich unhaltbar." Folgendes: "Der Spin eines Elektrons ist definiert als Eigendrehimpuls. Allerdings hilft eine bildliche Vorstellung, dass dieser durch die „Rotation“ eines Elektrons um die eigene Achse entsteht, nur begrenzt zum Verständnis und ist genau genommen falsch. Die Achse dieses Drehimpulses kann zu einer vorgegebenen Richtung eines äußeren Magnetfeldes nur zwei mögliche Einstellungen einnehmen: parallel oder antiparallel." Die obigen allgemeinen Betrachtungen dienten uns beiden doch zunächst hier nur zu unserer Verständigung und dann der daraus resultierenden möglichen Textüberarbeitung. --TumtraH-PumA (Diskussion) 17:35, 24. Mai 2016 (CEST)

Wenn ich in den nächsten Tagen keine weiteren Einwände höre, setze ich meinen obigen Vorschlag um. --TumtraH-PumA (Diskussion) 19:08, 27. Mai 2016 (CEST)

Tu das lieber nicht. Wir sind im Artikel Multiplizität, wenn hier eine unglückliche Erklärung zum Spin als solchem stehen sollte (was ich gar nicht so empfinde), dann sollte man sie hier einfach wegkürzen. Für die Multiplizität ist das nämlich schlicht irrelevant. Deine Diskussion ist aber von grundsätzlicher Art, die gehört vielmehr zum Artikel Elektronenspin und muss gegebenenfalls da (weiter-)geführt werden. --jbn (Diskussion) 14:18, 28. Mai 2016 (CEST)

Im Wesentlichen Zustimmung zu jbn. Ich habe dazu eine Diskussion in der QS Physik eröffnet, wo das Thema wohl besser aufgehoben ist, als auf dieser Artikeldisk. --Dogbert66 (Diskussion) 15:07, 28. Mai 2016 (CEST)

+1 zu Dogbert66 und jbn. Weg mit der Erklärung von Spin aus Multiplizität. Dann veschwindet auch die Inkonsistenz.--Alturand (Diskussion) 01:09, 29. Aug. 2016 (CEST)

+0.9 zu Alturand: nicht unbedingt ganz wegmachen; vielleicht gibt es ja ein bis zwei schmückende Adjektive, um dem nicht ganz einschlägig vorinformierten Leser das Anklicken von Spin zu ersparen. --jbn (Diskussion) 11:46, 29. Aug. 2016 (CEST)

Schwacher Artikel

Der ganze Artikel klingt etwas wie halbverdaut (und das bei ca 100 Aufrufen täglich). "Einelektronen-Systeme" ist neuerdings sprachlich falsch, "Multiplizität des Kernspins" sachlich falsch (vgl. Ortho- und Parawasserstoff). Ich guck aber vorm Überarbeiten noch mal in die angegebenen Quellen. --jbn (Diskussion) 21:58, 30. Aug. 2016 (CEST)

Gut, dass du aufpasst und es hier erwähnt hast. Die Argumentation im Artikel ist falsch, was man z.B. schon beim Ortho- und Paradeuterium sieht. Siehe hier: [1] Seite 72. --biggerj1 (Diskussion) 19:14, 9. Sep. 2016 (CEST)

Multiplizität ist nicht immer der Entartungsgrad

Zumindest steht das auf der englischen Wikipediaseite: "However the equality of multiplicity and number of spin orientations is only true when S ≤ L. When S > L there are only 2L+1 orientations of total angular momentum possible, ranging from S+L to S-L.[2] The ground state of the nitrogen atom is a 4S state, for which 2S + 1 = 4 in a quartet state, S = 3/2 due to three unpaired electrons. For an S state, L = 0 so that J can only be 3/2 and there is only one level even though the multiplicity is 4." Mag sich dazu mal jemand äussern? --95.115.167.86 11:58, 11. Sep. 2016 (CEST)

Gesamtspin (insbesondere auf Bezug von Mehrelektronensystemen)

Im Abschnitt "Mehrelektronensysteme" des Artikels wird eine Formel für den Gesamtspin S angegeben. Diese ist falsch. Sie liefert zwar in den meisten Fällen richtige Ergebnisse, aber eben nicht in allen! Laut Artikel ist des Gesamtspin gleich dem Betrag der Summe der Spinquantenzahlen der einzelnen Elektronen. Wenn man nun beispielsweise ein Zweielektronensystem wie Helium (als Atom) zugrunde legt, so ergibt sich nach dieser Formel |+1/2 + -1/2| = 0. Man hätte demnach einen Singulett Zustand vorliegen. Das ist so so weit auch richtig, ABER: Wenn man zum Beispiel eine Zweielektronensystem wie im Disauerstoff zu Grunde legt (unter standardmäßiger Vernachlässigung der vollen Schalen, also nur Betrachtung der beiden einfach besetzten antibindenden pi-Orbitale), dann kann es bei dieser Formel zu verschiedenen Werten kommen: 1. Wenn die Elektronen beide den gleichen Spin haben, also die magnetische Spinquantenzahl wahlweise den Wert plus 1 oder minus 1 annimmt, dann liefert die Formel den richtigen Gesamtspin (1): |+1/2 + +1/2| = 1, bzw. |-1/2 + -1/2| = 1. Das ist sinnvoll, weil es ein Triplett Zustand ist. 2. Wenn die Elektronen verschieden Spins haben, aber wohlgemerkt ja immer noch in zwei verschieden Orbitalen sitzen, und diese Orbitale auch noch orthogonal sind, dann haben wir zwar immer noch einen Triplettzustand, aber die Formel aus dem Artikel liefert den Gesamtspin 0!!! : |+1/2 + -1/2| = 0. Das ist jetzt Schwachsinn, weil es sich wie gesagt immer noch um einen Triplettzustand handelt. Ich denke daher, dass die Formel eigentlich so lauten müsste: Gesamtspin = Summe der Beträge der Vektorprodukte der Spinvektoren der einzelnen Elektronen. Auf diese Formel komme ich deswegen, weil im 2. geschilderten Fall die Spinvektoren des beiden Elektronen aufgrund ihrer Verteilung in die beiden MOs orthogonal zueinander sind, das heißt (bei entsprechender Wahl der Lage des Koordinatensystems) sind zwar immer noch -wie laut Konvention- jeweils zwei Komponenten der Vektoren gleich null; aber der Betragswert zeigt sich dann bei dem einen Spinvektor in einer anderen Komponente, als in dem anderen Spinvektor. Das bedeutet, wenn wir das Vektorprodukt bilden und aus dem Ergebnisvektor den Betrag, so ist dieser = 1. Ich weiß allerdings nicht genau, wie diese Summe jetzt zu formulieren wäre. Im Fall eines Zweielektronensystems würde es so zwar schon ausreichen, aber wenn man mehr als zwei Korpuskel mit einbezieht, stellt sich die Frage: Welche Spinvektoren muss ich mit welchen multiplizieren? Vermutlich müsste man eben alle Kombinationen durchgehen. Aber bevor ich da was im Artikel ändere, würde ich gerne die Resonanz der Community dazu hören. --Kreuz Elf (Diskussion) 23:01, 15. Jan. 2019 (CET)

Mir scheint, bei Deinem Einwand unterscheidest Du nicht ganz klar zwischen dem Wert S (oder Eigenwert) des Gesamtspins (oder -operators) und dem seiner z-Komponente S_z. Wenn zB S=1 ist, dann handelt es sich um ein Triplett, also mit drei orthogonalen "Unterzuständen", die sich durch S_z = -1, 0, +1 unterscheiden (statt S_z kann gleichwertig m_S sagen). - In vielen Chemiebüchern wird das Wort "Spin" oft für die z-Komponente gebraucht (falsch, sag ich als Physiker). --Bleckneuhaus (Diskussion) 10:41, 16. Jan. 2019 (CET)

Ja, der Spin hat natürlich mehrere Komponenten, nicht nur die z-Komponente. Du meinst also, dass es so schon richtig ist? --Kreuz Elf (Diskussion) 22:19, 20. Feb. 2019 (CET)

Ich hab das Gefühl, wir reden aneinander vorbei. Nicht dass der Spin (als Vektor) außer der z- auch eine x- und eine y-Komponente hat, ist das Problem, sondern die verwechselnde Bezeichnung von Spin-Quantenzahl (oft "S") und Spin-z-Quantenzahl ("m_S"). --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:27, 20. Feb. 2019 (CET)

Unklarheit in der Einleitung

"Dies wird durch die 2 S + 1 verschiedenen Eigenwerte m S der z-Komponente des Spins ausgedrückt". Hier ist doch die Rede vom Spinoperator, oder? Vielleicht könnte man das noch verdeutlichen.--Kreuz Elf (Diskussion) 09:25, 16. Jan. 2019 (CET)

Es ist egal, ob man von den Eigenwerten der physikalischen Größe z-Komponente des Spins oder denen des zugehörigen Operators der z-Komponente des Spins spricht. --Bleckneuhaus (Diskussion) 10:17, 16. Jan. 2019 (CET)