自旋系統

粒子自旋分為:正半奇數（1/2、3/2等等）自旋或含零正整數（0、1、2）自旋.正半奇數自旋為構成物質粒子的費米子（如電子），其自旋為「一閃一閃,立體旋轉」.而含零正整數（0、1、2）自旋則為載力粒子的玻色子（如光子）,其自旋為「一閃一閃,平面旋轉。

在量子力學中，自旋是與粒子所具有的內稟角動量，雖然有時會與古典力學中的自轉相類比，但實際上本質是迥異的。古典意義中的自轉，是物體對於其質心的旋轉，比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。

原子內部組成的粒子-結構模型圖

首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是1925年由RalphKronig、GeorgeUhlenbeck與SamuelGoudsmit三人所為。然而爾後在量子力學中，透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子，是故物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來，因此僅能將自旋視為一種內在性質，為粒子與生俱來帶有的一種角動量，並且其量值是量子化的，無法被改變（但自旋角動量的指向可以透過操作來改變）。

自旋對原子尺度的系統格外重要，諸如單一原子、質子、電子甚至是光子，都帶有正半奇數（1/2、3/2等等）或含零正整數（0、1、2）的自旋；半整數自旋的粒子被稱為費米子（如電子），整數的則稱為玻色子（如光子）。複合粒子也帶有自旋，其由組成粒子（可能是基本粒子）之自旋透過加法所得；例如質子的自旋可以從夸克自旋得到。

光子-內部結構模型圖

電子-內部結構模型圖