泡利不相容原理和电子自旋的提出
泡利不相容原理
泡利不相容原理学号：201001071452姓名：孙梦泽摘要：科学实验还告诉我们，在一个原子里不可能存在着电子层、电子亚层、轨道的空间伸展方向和自旋状况完全相同的两个电子。
这个原理叫泡利不相容原理。
泡利原理是多电子原子核外电子排布应遵守的基本原理，也称为泡利不相容原理。
关键字：泡利；原子核；电子自旋；不相容作者简介：孙梦泽，黑龙江鹤岗人，黑龙江大庆师范学院物理与电气信息工程学院物理学物本一班0引言在同一个原子中不能容纳运动状态完全相同的电子，即，不能容纳4个量子数完全一样的电子。
氦原子中的2个电子主量子数n、角量子数l、磁量子数m都相同(n=1，l=0，m=0)，但自旋量子数ms必须不同，一个是+1/2，另一个是-1/2。
每个原子轨道中最多容纳两个自旋方向相反的电子。
1泡利原理：由于不同电子层具有不同的能量，而每个电子层中不同亚层的能量也不同。
为了表示原子中各电子层和亚层电子能量的差异，把原子中不同电子层亚层的电子按能量高低排成顺序，像台阶一样，称能级。
例如，1s能级，2s能级，2p能级等等。
可是对于那些核外电子较多的元素的原子来说．情况比较复杂。
多电子原子的各个电子之间存在着斥力，在研究某个外层电子的运动状态时，必须同时考虑到核对它的吸引力及其它电子对它的排斥力。
由于其它电子的存在。
往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的电子所处的能级产生了交错现象。
泡利原理、不相容原理：一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。
如氢原子的两个电子，都在第一层（K层），电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向，自旋方向必然相反。
核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。
能量最低原理在核外电子的排布中，通常状况下电子也总是尽先占有能量较低的原子轨道，只有当能量较低些原子轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，这个规律称能量最低原理。
为什么会有泡利不相容原理
为什么会有泡利不相容原理泡利不相容原理是量子力学中的一个重要概念，描述了一类粒子（如电子、电子组成的费米子）之间的行为。
根据泡利不相容原理，同一量子态下的费米子不能具有相同的量子数，即不能处于完全相同的状态。
泡利不相容原理的提出源于早期实验观察结果的理论解释尝试。
从19世纪末到20世纪初，物理学家们发现，一些原子和分子在描述其电子结构和能级时需要引入一个特殊的规则，使得电子不可能处于完全相同的状态。
这些规则被泡利于1925年总结，并用数学形式化描述为“同一量子态下不允许有两个或两个以上全部量子数完全相同的电子”。
后来，泡利不相容原理被量子力学所接受，成为该领域的基本原理之一泡利不相容原理的提出和接受具有深远的意义。
首先，泡利不相容原理揭示了量子系统中的电子之间存在一种排斥力，这是新的力的形式，不同于经典物理学中已知的电磁力和引力等力。
这种排斥力源于电子的自旋，是由于电子的全同性质所导致的。
泡利不相容原理使得我们对电子及其在原子、分子和凝聚态物理中的行为有了更深入的了解。
其次，泡利不相容原理对理解原子和分子结构、化学反应等有着重要的影响。
泡利不相容原理限制了电子能级上的电子数目，导致电子能级填充的方式变得有序和规则。
根据泡利不相容原理，每个能级上最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋（即自旋量子数）必须相反。
这样，每个能级上的电子填充形式就决定了原子和分子的稳定性，以及其在化学反应中的参与方式。
同时，泡利不相容原理对物质的性质和统计力学的发展也起到了重要作用。
对于遵循泡利不相容原理的费米子，如电子和一些中子等，它们的统计行为由费米-狄拉克统计描述。
费米-狄拉克统计描述了这些粒子的分布概率，提供了描述高温和低温下物质性质的基础。
由于泡利不相容原理的存在，费米子不能在同一量子态下堆积，这导致了彼此之间的相互作用和排斥。
最后，泡利不相容原理的理解和应用也对现代物理学的发展有着重要的影响。
从微观粒子到宏观物体，量子力学是理解自然界的基础和框架。
原子物理泡利原理
原子物理泡利原理泡利原理，又叫做泡利不相容原理，是现代物理学中一个极为重要的概念。
该原理是由意大利科学家恩里科泡利在1925年提出的，主要阐述的是关于电子的基本行为和特性。
本文将围绕泡利原理展开详细的论述，帮助读者更好理解这一物理概念。
一、电子的基本行为和特性电子是构成原子的基本粒子之一，具有负电荷。
它存在于原子中的某个能级上，如果电子从一个能级跃迁到另一个能级，就会发生能量的吸收或放出，并且这个过程也是一定量子化的，即把一定数量的能量吸收或放出。
二、泡利不相容原理简解泡利原理是说明电子在某种特定状态的条件下互相排斥的一种规律。
也就是说，在同一个原子的同一个能级上，不可能存在两个或以上完全一样的电子。
如果一个电子占据了某一能级，则其它电子必须占据不同的能级。
而且，在同一能级上的不同电子必须具有不同的自旋状态，这就是泡利原理中的自旋不相容性原理。
三、泡利原理的实验验证泡利原理是一个非常经典的物理规律，被广泛认可和应用。
由于泡利原理涉及到电子的性质和行为，因此许多实验都被设计为了验证泡利原理的正确性。
例如，在Hg原子中通过测量不同能级的能量，可以验证泡利原理的存在。
还有通过电子自旋共振测量不同自旋状态下的不同能级，也可以验证泡利原理的正确性。
四、泡利原理的应用泡利原理广泛应用于物理，化学和生物学等领域。
特别是在量子力学和原子物理中，泡利原理是一个基本的物理原理，为解释原子内部的电子排列和分布提供了理论和实验依据。
在物理验证方面，泡利原理的证实也为商业和科技成果提供了保障，例如半导体产品和磁存储器等的开发和制造。
五、总结泡利原理是一个关于电子排列和分布的物理规律，它能够有效地解释复杂的原子内部结构和分布。
在泡利原理的基础上，科学家们深入探究电子各种自旋状态，去理解原子磁性和化学反应等现象。
虽然泡利原理的表述简单，但是潜在的科学丰富性却是极为广泛和有用的。
什么是泡利不相容原理？
什么是泡利不相容原理？泡利不相容原理是由奥地利物理学家泡利（1900～1958）提出的。
1924年，泡利发表了他的“不相容原理”；简单的说就是：原子中不能有2个电子处于同一量子态上。
啰嗦一点的来说就是：在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。
换句话说就是：一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。
如氦原子的两个电子，都在第一层（K层），电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向，自旋方向必然相反。
每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子，每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n2。
这个原理的的影响：使得当时所知的许多有关原子结构的知识变得有条有理。
核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则．能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，也就是尽可能使体系能量最低．洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同．后来量子力学证明，电子这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能量最低原理中，作为能量最低原理的一个补充．自旋为半整数的粒子（费米子）所遵从的这一条原理。
它可表述为全同费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。
电子的自旋，电子遵从泡利原理。
1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。
原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述，因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l 、ml 、ms 。
根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。
泡利原理是全同费米子遵从的一条重要原则，在所有含有电子的系统中，在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。
泡利不相容原理推导
泡利不相容原理推导--文档内容仅供参考当我们讨论泡利不相容原理时，我们实际上在谈论一种在量子力学中起关键作用的概念，涉及到粒子的基本性质和相互作用。
泡利不相容原理表明，两个或多个相同类型的费米子（如电子、中子等）不能同时处于相同的量子态，而必须具有不同的量子性质。
这个原理对于解释原子和分子中的电子排布、化学反应等至关重要。
现在，让我们来深入了解泡利不相容原理的推导过程：费米子的性质：首先，我们需要了解费米子的基本性质。
费米子是一类遵循费米-狄拉克统计的粒子，这意味着它们遵循保守性质，即每个量子态只能容纳一个粒子。
自旋：泡利不相容原理的基础是粒子的自旋。
自旋是一种量子性质，类似于物体的旋转，但在量子领域表现为离散的几个取值。
对于电子这样的费米子，自旋可以是“上自旋”（通常表示为↑）或“下自旋”（通常表示为↓）。
泡利不相容原理的语述：现在，我们进入核心概念。
泡利不相容原理断言：同一量子态不能同时存在两个具有相同自旋的费米子。
换句话说，如果两个费米子要占据相同的量子态，它们的自旋方向必须不同。
原理的背后逻辑：这个原理的背后逻辑涉及到量子态的对称性。
根据泡利不相容原理，如果我们尝试将两个自旋相同的费米子置于相同的量子态，它们将无法区分，这违背了量子态的唯一性。
因为费米子遵循费米-狄拉克统计，每个量子态只能容纳一个费米子，所以这种情况是不允许的。
应用：泡利不相容原理的应用非常广泛，特别是在原子和分子物理中。
在原子中，电子的排布遵循泡利不相容原理，导致了不同能级上电子的自旋方向不同。
这也是为什么化学元素的周期表上，每个轨道最多只能容纳一对电子（不同自旋方向）的原因。
综上所述，泡利不相容原理是量子力学中关键的概念，它阐明了费米子的自旋性质如何影响粒子的排布。
通过理解这一原理，我们能够更好地解释和预测原子和分子中的行为，从而深入探索微观世界的奥秘。
自旋态与泡利不相容原理在粒子物理中的应用
自旋态与泡利不相容原理在粒子物理中的应用自旋态和泡利不相容原理是粒子物理中重要的概念，它们在研究微观世界中的粒子行为和相互作用时起着关键的作用。
本文将探讨自旋态和泡利不相容原理的基本概念，并介绍它们在粒子物理中的应用。
一、自旋态的概念与特性自旋是描述粒子内禀角动量的量子数，它与经典物理中的自转角动量类似。
自旋态是指粒子的自旋在某一方向上的取值。
根据量子力学的原理，自旋可以取整数或半整数的值，例如1/2、1、3/2等。
自旋态的特性包括叠加原理和测量结果的不确定性。
根据叠加原理，一个粒子可以处于多个自旋态的叠加态中，且在测量之前无法确定具体的自旋取值。
而测量结果的不确定性则意味着在测量自旋时，只能得到自旋取值的概率分布，而无法确定具体的取值。
二、泡利不相容原理的概念与表述泡利不相容原理是描述同类费米子（如电子、质子等）的性质的基本原理。
根据泡利不相容原理，同类费米子不能占据相同的量子态，即不能处于完全相同的自旋态。
以电子为例，根据泡利不相容原理，两个电子不能处于相同的自旋态。
如果一个电子处于自旋向上的态，那么另一个电子只能处于自旋向下的态。
这意味着同类费米子的自旋态是互相排斥的，而且这种排斥是普遍存在的。
三、自旋态与泡利不相容原理的应用自旋态和泡利不相容原理在粒子物理中有广泛的应用。
其中一个重要的应用是在描述原子和分子的电子结构时。
根据泡利不相容原理，每个原子的电子在填充能级时必须遵守自旋态的排斥规则。
这使得原子的能级结构和化学性质得以解释和预测。
此外，自旋态和泡利不相容原理还应用于描述粒子的相互作用。
在粒子的散射过程中，自旋态的变化对于散射截面和散射角度的计算具有重要影响。
通过研究自旋态的变化以及泡利不相容原理的限制，可以揭示粒子之间的相互作用机制。
在量子计算和量子通信领域，自旋态和泡利不相容原理也有着重要的应用。
由于自旋态的叠加性和测量的不确定性，可以利用自旋态构建量子比特，实现量子计算和通信中的信息存储和传输。
物理学史10.2 电子自旋概念的提出
10.2电子自旋概念的提出玻尔理论提出之后，最令人头疼的事情莫过于反常塞曼效应的规律无法解释。
1921年，杜宾根大学的朗德（ndé）认为，根据反常塞曼效应的实验结果看来，描述电子状态的磁量子数m应该不是m＝l，心机，提出了种种假说。
1924年，泡利通过计算发现，满壳层的原子实应该具有零角动量，因此他断定反常塞曼效应的谱线分裂只是由价电子引起，而与原子实无关。
显然价电子的量子论性质具有“二重性”。
他写道：①“在一个原子中，决不能有两个或两个以上的同科电子，对它们来说，在外场中它们的所有量子数n、k1、k2、m（或n、k1、m1、m2）都是相等的。
如果在原子中出现一个电子，它们的这些量子数（在外场中）都具有确定的数值，那么这个态就说是已被占据了。
”这就是著名的不相容原理。
泡利提出电子性质有二重性实际上就是赋予电子以第四个自由度。
这个概念再加上不相容原理，已经能够比较满意地解释元素周期表了。
所以泡利的思想得到了大多数物理学家的赞许。
然而二重性和第四个自由度的物理意义究竟是什么，连泡利自己也说不清楚。
这时有一位来自美国的物理学家克罗尼格（R.L.Kronig），对泡利的思想非常感兴趣。
他从模型的角度考虑，认为可以把电子的第四个自由度看成是电子具有固有角动量，电子围绕自己的轴在作自转。
根据这个模型，他还作了一番计算，得到的结果竟和用相对论推证所得相符。
于是他急切地找泡利讨论，那里想到，克罗尼格的自转模型竟遭到泡利的强烈反对。
泡利对克罗尼格说：“你的想法的确很聪明，但是大自然并不喜欢它。
”泡利不相信电子会有本征角动量。
他早就考虑过绕轴自旋的电子模型，由于电子的表面速度有可能超过光速，违背了相对论，所以必须放弃。
更根本的原因是泡利不希望在量子理论中保留任何经典概念。
克罗尼格见泡利这样强烈的态度，也就不敢把自己的想法写成论文发表。
半年后，荷兰著名物理学家埃伦费斯特的两个学生，一个叫乌伦贝克，一个叫高斯密特，在不知道克罗尼格工作的情况下提出了同样的想法。
量子力学的自旋与泡利不相容原理教案
量子力学的自旋与泡利不相容原理教案教学目标：1.掌握量子力学中自旋的概念。
2.理解泡利不相容原理。
3.能够应用自旋和泡利不相容原理解释相关现象。
教学内容：一、自旋1.自旋的概念。
2.自旋的量子数。
3.自旋的测量。
4.自旋在原子和分子物理中的应用。
二、泡利不相容原理1.泡利不相容原理的表述。
2.泡利不相容原理与原子和分子物理。
3.泡利不相容原理的应用。
教学步骤：一、自旋1.引入自旋的概念，即电子自旋，是指电子在自身轴向上以一定速度旋转。
这个概念是通过实验观察得到的，例如塞曼效应和斯特恩-盖拉赫实验等。
2.介绍自旋的量子数，包括主量子数、角动量量子数和磁量子数。
这些量子数描述了电子自旋的状态，其中磁量子数描述了电子自旋在磁场中的行为。
3.讨论自旋的测量，即如何通过实验手段获取电子自旋的信息。
例如，通过塞曼效应的实验装置，可以观察到不同自旋态的电子在磁场中的分裂情况。
4.探讨自旋在原子和分子物理中的应用，例如在解释原子光谱线、化学键合和分子结构等方面自旋的重要作用。
二、泡利不相容原理1.介绍泡利不相容原理的表述，即在一个原子或分子中，不可能有两个或更多的电子处于完全相同的量子态。
这个原理是泡利在1925年提出的，是量子力学的一个重要原理。
2.阐述泡利不相容原理与原子和分子物理的关系，例如在解释原子和分子的壳层结构、化学键合和分子结构等方面的重要作用。
3.分析泡利不相容原理的应用，例如在材料科学、化学和物理学等领域中的应用。
特别是在解释物质的磁性和稳定性方面，泡利不相容原理具有重要的作用。
4.通过实例讲解泡利不相容原理的具体应用，例如过渡金属的电子结构和磁性、稀有气体的分子结构和稳定性等。
5.总结自旋和泡利不相容原理的重要性和意义，强调它们在解释原子和分子物理现象中的关键作用。
同时指出这些原理的进一步研究和应用对于材料科学、化学、物理学等领域的发展具有重要意义。
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泡利不相容原理和电子自旋的提出
背景
1896年，P．塞曼（Piter Zeeman，1865—1943）按照洛伦兹的建议研究磁场对光源的影响。
他发现在磁场中发射光谱的每一条谱线都会发生分裂，即塞曼效应。
塞曼注意到，当试样放在垂直于光路的强磁场中时，某些元素的光谱分裂成3条线，当试样放在平行于光路的强磁场中时，光谱线则分裂成两条。
洛伦兹根据他的经典电子论，认为原子内电子振荡产生光，而磁场又影响电子振荡，从而影响发光的频率，造成谱线的分裂。
塞曼效应的发现正好确证了洛伦兹的猜想。
由于“研究磁力对辐射现象的影响取得的优异成就”，洛伦兹和塞曼分享了1902年的诺贝尔物理学奖。
然而不久以后人们发现，光谱线在磁场中不是简单地分裂, 还产生了3条以上的分裂谱线。
这就是所谓的“反常塞曼效应”，是经典电磁理论难以解释的。
1903年，塞曼在他的诺贝尔演讲《磁场中的光辐射》中说：“大自然给了我们大家，其中包括洛伦兹教授一个意外的袭击。
我们发现，谱线三分裂的规律有许多例外。
德国物理学家考纽（Cornu）可能最先发现此现象与原来的理论不符。
他看到有时出现4分裂。
在某些情况下，还可能分裂成5
条线、6条线甚至9条线。
在由很多谱线组成的铁光谱中，我们能看到一系列不同的分裂形式。
”“我发现，不同系列的谱线有很大差别，而且在相同的磁场中谱线的分裂与基本假设相矛盾，表现在振荡频率的间隔上。
”
玻尔的原子理论建立以后，索末菲和德拜于1916年分别发表文章解释了正常塞曼效应，但是对反常塞曼效应的情况却始终没有能够从理论上给予说明。
1921年，朗德在解释反常塞曼效应方面首先取得突破，他从索末菲的内角量子数出发，推导出谱线分裂公式，但是，对公式中的分裂因子不能以适当的力学模型给以说明。
海森伯在建立矩阵力学前，曾经发表过几篇关于塞曼效应的论文。
他在解释反常塞曼效应时，对原子中的电子和原子实都采取半整数的量子数。
1923年，朗德试图推广他和海森伯的原子实模型来说明多重线。
他采取了玻尔的提示，在描述多重谱线能量时采用四个量子数，主量子数、角量子数、内角量子数和原子实的量子数，由此得到的公式与实验数据符合得很好。
但是朗德的结论与玻尔原子理论在很多方面不符，如引入了玻尔原子理论无法解释的半量子数，违反了通常的角动量合成规则等，使当时的量子物理学家更加困惑。
泡利不相容原理的提出
1922年，泡利（Wolfgang Pauli, 1900—1958）开始对反常塞曼效应进行全面深入的研究。
泡利完全不同于朗德和海森堡的观点，他不喜欢原子实模型，认为原子实模型原则上是经典力学的，他坚持那些玻尔认为在原子理论中必不可少的原理。
1923年，为了符合实验数据，泡利也引入了半整数量子数，但是泡利对研究工作并不满意。
1923年夏，泡利正在哥本哈根玻尔领导的研究所工作，他在给索末菲的信中说：“反常塞曼效应的理论及包含一个以上电子的情况是非常糟糕的。
”许多年以后，泡利回忆道：“反常类型的磁分裂很难被理解，因为用经典理论及量子理论得到的关于电子的普遍假设总是导致相同的三线，对这一问题的更进一步考察使我感到难以接近……”
1924年，泡利计算了电子速度的相对论修正对塞曼效应的影响，这种研究和计算使泡利对原子实模型更加怀疑。
他通过计算发现，满壳层的原子实应该具有零角动量，因此他断定反常塞曼效应的谱线分裂只是由价电子引起，而与原子实无关。
这就意味着特别是在碱金属元素的情况下，原子的角动量和它们在磁场中的改变仅仅是由于价电子的关系。
泡利引入
4个量子数来描述电子行为。
通过观察光谱线的事实，泡利注意到这样一种情况，一些量子数的组合在自然界中不能发生。
1925年1月，泡利得到了结论：“在一个原子中，决不能有两个或两个以上的同科电子，对它们来说，在外场中它们的所有量子数n、k1、k2、m（或n、k1、m1、m2）都是相等的。
如果在原子中出现一个电子，它的这些量子数（在外场中）都具有确定的值，那么这个态就说是已被占据了”。
这就是不相容原理。
不相容原理的提出，给反常塞曼效应的合理解释以及另外一些现象的理解带来了新的光明。
泡利清楚地意识到，不可能把这样一条原理归结为在此以前已经表述出来的那些力学规律和量子法则的逻辑推论，它是一条全新的、独立的“基本公设”。
由于不相容原理的发现，泡利获得了1945年的诺贝尔物理学奖。
电子自旋概念的提出
玻尔理论比较成功地解决了单电子问题，但是，人们也发现电子态的数目是玻尔理论期望值的两倍。
海森堡为这种倍增起了一个专门的名称，称为双倍性。
这实际上就是赋予电子以第四个自由度。
然而第四个自由度的物理意义究竟是什么，物理学家还说不清楚。
这时，来自美国的物理学家克罗尼格（Rolph. L. Kronig）对泡利的思想产生了兴趣，
并试图提出一个物理模型。
他认为，可以把电子的第四个自由度看成是电子具有固有角动量，电子围绕自己的轴在做自转。
他还进行了初步的计算，得到的结果竟和用相对论推出的结论相符。
克罗尼格急切地与泡利讨论，但是他的电子自转模型遭到了泡利的反对。
泡利说：“你的想法的确很聪明，但是大自然并不喜欢它。
”泡利不相信电子会有本征角动量，他早就考虑过绕轴自转的电子模型，由于电子的表面速度会有可能超过光速，违背了相对论，所以放弃了这种尝试。
另外，泡利不希望在量子理论中保留经典概念。
克罗尼格的思想受到泡利的如此强烈的反对，也就没有把自己的想法写成论文发表。
半年以后，荷兰年轻的物理学家乌伦贝克（George E. Uhlenbeck, 1900—1988）和高斯密特（Samuel. A. Goudsmit, 1902—1978）在不了解克罗尼格工作的情况下，提出了同样的想法。
他们就此与导师埃伦费斯特进行了讨论，得到了导师的支持。
埃伦费斯特认为他们的想法非常重要，当然也可能完全错了，建议他们写成论文发表。
于是，他们写了一篇只有一页的短文请埃伦费斯特推荐给《自然》杂志。
接着他们两人又去向荷兰物理学界老前辈洛伦兹请教。
洛伦兹热诚地接待了他们，答应想一想再回答。
一周后，他们再见到洛伦兹时，洛伦兹给他们一叠稿纸，上面写满了计算公式和数字。
洛伦兹告诉他们，如果电子围绕自身轴旋转，其表面速度将达到光速的十倍。
这个结果当然是荒唐的，于是他们立即回去请埃伦费斯特还给他们那篇论文，承认自己犯了错误。
可是，埃伦费斯特已经把论文寄走，可能就要发表了。
乌伦贝克和古兹密特感到十分懊丧。
乌伦贝克和高斯密特的论文发表后，海森伯立刻来信表示赞许，并认为可以利用自旋-轨道耦合作用，解决泡利理论中所谓“二重线”的困难。
不过，乌伦贝克和高斯密特当时还不能解释双线公式中多出的因子2。
正在此时，爱因斯坦来到莱顿大学讲学，爱因斯坦向他们提供了关键性的启示：在相对于电子静止的坐标系里，运动原子核的电场将按照相对论的变换公式产生磁场，再利用一级微扰理论可以算出两种不同自旋方向的能量差。
1926年，英国物理学家托马斯（L. H. Thomas）解决了因子2 的困难。
玻尔很欣赏乌伦贝克和高斯密特的工作，他没有想到困扰物理学家多年的光谱精细结构问题，居然能用“自旋”这一简单的力学概念就可以解决。
但是泡利始终反对利用力学模型来进行思考。
泡利对玻尔争辩说：“一种新的邪说将被引进物理学。
” 两年以后，泡利终于把电子自旋纳入了量子力学的体系，实现了自己的目标。
不久，狄拉克( Paul Adrien Maurice
Dirac, 1902—1984 )建立了相对论性量子力学，在他的理论中可以自然地得出电子具有内禀角动量这个重要结论。
电子的自旋角动量与经典力学中刚体的绕自身轴转动的角动量有本质的区别。
电子的自旋角动量与电子的时空运动无关，是电子的固有性质。
其他所有微观粒子也有自旋角动量，只是大小不一样。
意义与影响
泡利不相容原理的提出和电子自旋的发现，使对原子内部电子的分布和运动有了更深入的认识，使光谱的精细结构、反常塞曼效应和斯特恩-盖拉赫实验等得到了理论的说明。