o espin é uma Propriedade Exclusiva dos objetos da mecânica quântica o espin é uma propriedade intrínseca né Por exemplo um elétron assim como o elétron tem uma massa definida tem uma carga elétrica definida né Ele tem também um spin Apesar desse nome tá associada a rotação né em português Spin significa girar né o Spin das partículas da mecânica quântica não tem nada a ver com o movimento de rotação então o Spin não é gerado pelo movimento dos elétrons né Ele é uma característica iní do elétro né Assim como massa e carga elétrica a descrição do
Spin das partículas né ela surgiu para explicar um experimento surpreendente na década de que foi realizado na década de 20 né que a gente hoje conhece ele como experimento de stern gerl Esse foi experimento que revelou que as partículas da mecânica quântica tinham essa característica né nesse vídeo Então a gente vai falar o que é o spin e vamos falar também sobre esse experimento de stern GAC Esse é o canal cientificar é um canal de divulgação Científica que a gente vai fal sobre física sobre ciência sobre filosofia da ciência e se você gosta desses temas
se inscreva no canal assim o YouTube vai te indicar os próximos vídeos que a gente postar aqui a gente pode dizer que o conceito de spin né ele surgiu justamente para explicar um experimento que foi realizado por um físico chamado Walter GAC e em 1922 né esse é um físico alemão ele realizou o experimento em Frankfurt esse experimento ele foi idealizado no ano anterior por um físico chamado oto externo e ele ficou conhecido Então como experimento de stern e gerl então o objetivo desse experimento era verificar algumas características associadas a um modelo de boh né
então o modelo do de boh o modelo atômico de boh né é aquele que considera que o átomo tem um núcleo E aí os elétrons giram em torno de um núcleo em algumas órbitas selecionadas né então tem algumas órbitas possíveis ali que são quantizadas né não não não são todas as órbitas que são possíveis PR os átomos algumas são possíveis e os elétrons giram então ficam no movimento circular ali em torno do núcleo nessas órbitas possíveis acontece que no segundo o eletromagnetismo né é uma carga elétrica em rotação né girando em torno de de de
um ponto ela gera um campo magnético tá isso é a lei é uma lei do eletromagnetismo né a gente chama essa é a lei de amper do eletromagnetismo então o átomo ele seria né composto por um núcleo e um elétron girando e esse elétron girando seria responsável pela criação de um campo magnético e a gente pode pensar então que eh o átomo se ele ele pode ser considerado como um pequeno ímã assim né a grosso modo pro pro pro caso que a gente vai tratar aqui nesse nesse vídeo né Vamos pensar assim que cada átomo
Então vai pode ser representado ali como se ele fosse um pequeno ímã um pequeno ímã Por quê o ímã é um objeto que tem um campo magnético em alguma direção né e o átomo vai ser isso né No final das contas ele vai ter um campo magnético em alguma direção e essa direção vai ser definida pela pela Órbita do do elétron né isso segundo o modelo atômico de boh então o experimento stern gerl ele tinha como objetivo investigar essas propriedades dos átomos que estavam associadas a a esse movimento dos elétrons e a criação do do
campo magnético E aí o que que eles fizeram Como como é que o o experimento é construído né qual qual que é a montagem experimental usada a montagem é a seguinte né eles colocam eh eles vão criar uma região de campo magnético e entre dois ímã né então como aparece aqui na figura né Você tem o Polo Norte o Polo Sul dos ímans e entre eles nesse espaço entre eles existe um campo magnético ali gerado por esses dois ímans e aí a gente pode pensar o seguinte né o que que vai acontecer se a gente
lançar um átomo nessa região aí entre os dois ímã né nessa região onde existe um campo magnético então assumindo que os átomos né que cada átomo pode ser considerado como um pequeno ímã o que vai acontecer é que quando o átomo passar por essa região ele vai encontrar ali um campo magnético E aí ele vai reagir de acordo com a orientação dele né se ele ele funciona como se fosse um pequeno ímã Então ele pode ser desviado né para cima ou para baixo eh nessa nessa montagem que aparece aqui na figura então o resultado esperado
desse experimento é o que aparece aqui nessa animação né nota que nesse caso aqui nessa animação cada átomo é representado por uma dessas Barrinhas né consideram que cada átomo pode ser ali representado como se ele fosse um pequeno ímã Então o que aparece aqui na animação né é essa esse anteparo né onde os átomos estão batendo imagina que a gente coloca ali uma uma chapa que que é capaz de registrar a posição que os átomos vão chegar né ou que eles o qual vai ser o desvio deles né E aí a gente vê o seguinte
né que os átomos que TM orientação Norte para cima eles né essas barrinhas aí com Norte para cima eles vão ser desviados para cima aqueles que TM orientação Norte ali na na horizontal eles não vão ser desviados eles vão bater ali no meio da da chapa e os que tiverem orientação Norte para baixo eles vão ser desviados para baixo e aí o no experimento desse tipo né Eh os átomos eles têm orientação aleatória né porque eh como é que os átomos são selecionados ali né na verdade eles colocam um material no caso do stern gelac
né o material usado foi prata então eles colocam um material num forno e esse forno ele vai ele é suficientemente quente e e ele é capaz de arrancar elétron arrancar átomos do material e aí esses átomos vão ganhar energia e vão sair ali do do material vão ser lançados numa determinada direção e você seleciona a direção ali eh que vai sei lá atravessar o o o os dois ímã né então os átomos são lançados nessa direção e aí só que eles são escolhidos aleatoriamente né então assim a orientação deles né a órbita do do elétron
ali pensando no modelo de boh né a órbita do elétron ela pode ter diversas orientações em diversos planos né E é isso que vai definir qual é a orientação Norte Sul ali do átomo pensando como se ele fosse um ímã então Alguns vão ter a orientação como apareceu nessa animação né Norte para cima outros vão ter orientação Norte para baixo outros vão ter orientação Norte na horizontal e vários e a gente pode ter também situações em que a orientação Norte é algums é alguma direção entre essas que eu falei né Ou seja você pode ter
orientações em qualquer direção Portanto o que é esperado num experimento desse pensando no modelo só no modelo atômico de boh é que os átomos se distribuíssem dessa forma aqui como aparece na figura né que ele se espalhasse ali de maneira uniforme na na na tela mas aí quando esse experimento foi realizado né de forma surpreendente o resultado não foi esse né não foi os átomos distribuídos al de forma aleatória o que aconteceu foi os átomos ficaram distribuídos em duas regiões né alguns foram desviados para cima outros foram desviados para baixo e eles se acumularam ali
em duas regiões como aparece nessa nessa figura aqui nessa imagem né nessa imagem os átomos são representados por essas esferas vermelhas tá E aí nesse momento né você chega num problema né porque existe um uma uma uma incompatibilidade entre o que é esperado né De acordo com a teoria porque a teoria aqui que eles estavam usando era o modelo atômico de boh né então a teoria esperava o quê que que era esperado de acordo com a teoria que os átomos se espalhassem na tela e o que que aconteceu quando eles fizeram o experimento os átomos
se concentraram só em duas regiões então o que que esse resultado de átomos agrupados em duas regiões mostravam é que deve existir uma propriedade que não foi considerada pelos físicos inicialmente né então se a expectativa deles é de que os átomos se espalhassem na tela Mas eles foram encontrados em duas regiões Então tem alguma propriedade que produziu esse efeito e essa propriedade né o efeito dela prevaleceu sobre o efeito eh da interação do campo magnético normal né Vamos chamar assim né o campo magnético produzido pelo movimento do elétron né Então essa nova propriedade que é
o Spin né ela tem que ela foi introduzida na mecânica quântica né Para dar conta de explicar esse tipo de experimento E aí no caso de de elé né porque esse experimento ele é feito com átomos de prata mas a gente pode pensar num experimento bem similar com elétrons na verdade um experimento exatamente desse tipo não pode ser feito com elétrons porque os elétrons como eles têm carga eles vão interagir com o campo magnético também né então o átomo de prata Seria algo neutro e tal mas assim de forma geral a gente pode pensar que
o elétron também teria uma característica seguiria esse caminho de ele seria dividido em duas regiões né ele teria alguns Alguns seriam desviados para baixo outros seriam desviados para cima e aí e e o o a definição de spin né foi introduzida da seguinte forma né o Spin foi definido como uma grandeza vetorial então você pode medir Spin em diversas direções no caso desse desenho dessa animação a gente tá considerando que o Spin Foi medido na direção Z né assim ó a a direção de medida tem a ver com a orientação do campo magnético lá da
Montagem experimental então Vamos considerar que no nosso caso a gente tá medindo Spin na direção Z do elétron E aí o que que a gente tá observando é o resultado de uma uma medida de espin na direção Z dos elétrons o resultado então é binário né assim ou ou ele é desviado para cima ele é desviado para baixo Então os físicos consideraram que seria né adequado definir um essa propriedade e essa propriedade o Spin Z o Spin né na direção Z de um elétron ele tem dois valores possíveis né Um Valor tá associado Aos aos
que foram desviados para cima e outro valor Associados aos que foram desviados para baixo né então você tem spin para cima ou para baixo né Depende da anotação né a gente pode usar anotação para cima ou para baixo ou Spin mais e Spin menos né esse seria então o Estado dos dos associado a esse a esses dois resultados de medida aí o valor do do Spin né pode ser mais H Barra sobre 2 ou menos H Barra sobre 2 né então os que foram desviados para cima o Spin é mais H Barra sobre 2 e
os que foram desviado para baixo o resultado da medida é - H bar so 2 e o que que é esse H Barra né H é a con de plan né E H Barra é a constante de planque dividido por 2 pi tá assim é só uma questão só para facilitar seim a gente define essa grandeza H Barra então o Spin tem esse valor né então o Spin numa determinada direção pode ser mais ou menos H bar sobre 2 o Spin de um elétron e uma medida de spin ela não precisa ter necessariamente dois resultados
só né se você tiver medido de spin de outras partículas né Você pode ter o Spin existem partículas que tem Spin zero Spin 1 Spin 2 Spin é 3 me e tal então tem outras possibilidades também o que eu tô falando aqui é do sobre o Spin do elétron tá que foi O que foi medida aí nesse experimento de stern gela Então esse experimento revelou né que os elétrons eles têm uma propriedade intrínseca que eh foi batizada de spin né apesar de não ter nada a ver com rotação né mas esse nome tradicionalmente ele é
usado né então ele ficou com o nome de espin usado realmente na na academia nos livros livros texto de quântica e tal e eh e o Spin é uma propriedade então intrínseca interna né dos elétrons assim como eles têm carga como eles têm massa eles têm também spin e o Spin do elétron em uma determinada direção Então pode ter dois valores né mais H Barra sobre 2 a gente representa isso como estado mais ou estado setinha para cima né e menos H Barra sobre 2 que a gente representa como menos ou setinha para baixo
