Читать онлайн «Большая Советская Энциклопедия (СП)». Страница 39

  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 . Со С. частицы, обладающей ненулевой массой покоя, связан спиновый магнитный момент , где коэффициент g — магнитомеханическое отношение.

  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  и связанного с ним (спинового) магнитного момента, равного магнетону Бора  (где е и m — заряд и масса электрона, с — скорость света). Т. о., для С. электрона отношение магнитного момента к механическому равно g = е/mс и с точки зрения классической электродинамики является аномальным: для орбитального движения электрона и для любого движения классической системы заряженных частиц с данным отношением е/m оно в 2 раза меньше и равно е/2mс.

  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 связан с характером статистики, которой подчиняются эти частицы. Как показал Паули (1940), из квантовой теории поля следует, что все частицы с целым С. подчиняются Бозе — Эйнштейна статистике (являются бозонами), с полуцелым С. — Ферми — Дирака статистике (являются фермионами). Для фермионов, например электронов, справедлив принцип Паули, для бозонов он не имеет силы.

  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.

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.

Спинна'я струна', то же, что хорда.

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.

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.

Спинно'й мозг (medulla spinalis), отдел центральной нервной системы позвоночных животных и человека, расположенный в позвоночном канале; больше других отделов центральной нервной системы сохранил черты примитивной мозговой трубки хордовых. С. м. имеет форму цилиндрического тяжа с внутренней полостью (спинномозговым каналом); он покрыт тремя мозговыми оболочками: мягкой, или сосудистой (внутренней), паутинной (средней) и твёрдой (наружной), и удерживается в постоянном положении при помощи связок, идущих от оболочек к внутренней стенке костного канала (рис. 1). Пространство между мягкой и паутинной оболочками (подпаутинное) и собственно мозгом, как и спинномозговой канал, заполнены спинномозговой жидкостью. Передний (верхний) конец С. м. переходит в продолговатый мозг, задний (нижний) — в т. н. концевую нить.

  С. м. условно делят на сегменты по количеству позвонков. У человека 31—33 сегмента: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1—3 копчиковых. От каждого сегмента отходит группа нервных волокон — корешковые нити, которые, соединяясь, образуют спинномозговые корешки. Каждая пара корешков соответствует одному из позвонков и выходит из позвоночного канала через отверстие между ними (см. Спинномозговые нервы). У взрослых животных и человека С. м. короче позвоночного канала, поэтому корешки нижних сегментов в виде пучка опущены вниз и выходят из позвоночного канала через межпозвонковые отверстия. Задние (дорзальные) спинномозговые корешки несут в себе чувствительные (афферентные, или центростремительные) нервные волокна, по которым в С. м. передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов, внутренних органов. Передние (вентральные) корешки содержат двигательные (эфферентные, или центробежные) нервные волокна, по которым импульсы из двигательных или симпатических клеток С. м. передаются на периферию (к скелетным мышцам, гладким мышцам сосудов и внутренним органам). Задние и передние корешки перед входом в межпозвонковое отверстие соединяются, образуя при выходе из позвоночника смешанные нервные стволы (рис. 2).