Spin-Orbit Coupling

Definition / 定义

spin-orbit coupling（自旋—轨道耦合）：量子物理中一种相互作用，指粒子自旋角动量与其在原子/晶体中运动产生的轨道角动量（或等效的内部电磁场）之间的耦合。它会导致能级分裂与光谱“精细结构”，也在自旋电子学与拓扑材料中很重要。（该术语在不同体系中也可称 spin–orbit interaction。）

Pronunciation / 发音

/ˌspɪn ˈɔːrbɪt ˈkʌplɪŋ/

Examples / 例句

Spin-orbit coupling can split atomic energy levels.
自旋—轨道耦合会使原子的能级发生分裂。

In heavy elements, strong spin-orbit coupling significantly affects the electronic band structure and can enable topological insulating behavior.
在重元素中，强自旋—轨道耦合会显著影响电子能带结构，并可能促成拓扑绝缘体行为。

Etymology / 词源

该短语由三部分构成：spin（自旋，源自20世纪量子力学对粒子内禀角动量的命名）、orbit（轨道/轨道运动，源自拉丁语 orbita “轨道、车辙”）、coupling（耦合，来自 couple “连接成对”，进一步源自拉丁语 copula “连接”）。整体字面即“自旋与轨道的连接/耦合”。

Related Words / 相关词

• Spin
• Orbit
• Coupling
• Angular Momentum
• Fine Structure
• Zeeman Effect
• Hamiltonian
• Quantum Number
• Spintronics
• Rashba Effect
• Dresselhaus Effect
• Relativistic

Literary Works / 文学与经典著作例证

• The Feynman Lectures on Physics（费曼《物理学讲义》）——在原子结构与精细结构相关章节讨论自旋与相对论效应。
• J. J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics（樱井《现代量子力学》）——在角动量耦合与原子能级结构处涉及自旋—轨道耦合。
• Ashcroft & Mermin, Solid State Physics（《固体物理导论》）——讨论能带、自旋相关效应时涉及自旋—轨道耦合。
• C. Kittel, Introduction to Solid State Physics（基泰尔《固体物理导论》）——在晶体电子性质与磁性相关内容中提及自旋—轨道耦合。