각운동량 양자 수

원자의 에너지 상태와 관련된 각운동량 양자 수의 집합이 있습니다. 고전 물리학의 관점에서,각운동량은 궤도에 있거나 자신의 축을 중심으로 회전하는 신체의 속성입니다. 그것은 회전 또는 회전 축 주위의 각속도 및 질량 분포에 따라 다르며 회전축을 따라 각운동량의 방향을 가진 벡터 양입니다. 전자의 궤도가 연속적인 값 집합을 가정 할 수있는 고전 물리학과는 달리 양자 역학적 각운동량은 양자화됩니다. 또한 세 축을 동시에 정확하게 지정할 수는 없습니다. 일반적으로 각운동량은 양자화축으로 알려진 축을 따라 지정되며,각운동량의 크기는 양자값의 제곱근으로 제한됩니다. 그만큼 수 엘,라는 궤도 양자 수,주 양자 수보다 작아야합니다 엔,이는 전자의”껍질”에 해당합니다. 따라서 엘 각 쉘을 엔 동일한 주 및 궤도 양자 수의 모든 전자로 구성된 서브 쉘.

또한 양자 상태의 각운동량과 관련된 자기 양자 수가 있다. 주어진 궤도 운동량 양자 수 엘,있다 2 엘+1 적분 자기 양자 수 밀리리터 범위-엘 에 엘,이는 양자화 축을 따라 총 각운동량의 분율을 제한하여 값들로 제한됩니다. 이 현상은 우주 양자화로 알려져 있으며 두 명의 독일 물리학 자인 오토 스턴 과 발터 겔라흐.

전자 및 양성자와 같은 기본 입자는 궤도 각운동량 외에도 일정하고 고유 한 각운동량을 가지고 있습니다. 전자처럼 행동 회전하는 최고,그것의 자신의 본질적인 모멘텀의 규모 s=의 제곱근√(1/2)(1/2 + 1) (ℏ),으로 허용되는 값에 따라 양자화 축 msh=±(1/2)ℏ. 이 소위 스핀 각운동량에 대한 고전 물리학 아날로그는 없습니다:전자의 고유 각운동량은 유한(0 이 아닌)반경을 필요로하지 않는 반면,고전 물리학은 0 이 아닌 각운동량을 가진 입자가 0 이 아닌 반경을 가져야한다고 요구합니다. 고에너지 가속기를 사용한 전자 충돌 연구는 전자가 양성자 반경의 100 분의 1 인 10-15 센티미터 크기로 점 입자처럼 작용한다는 것을 보여줍니다.

네 개의 양자 수 엔,엘,밀리리터,및 밀리리터 원자에서 단일 전자의 상태를 완전하고 고유하게 지정합니다;각 숫자 세트는 수소 원자의 특정 파동 함수(즉,양자 상태)를 지정합니다. 양자 역학은 구성 요소 각도 모멘텀에서 총 각운동량이 어떻게 구성되는지를 지정합니다. 구성 요소 각도 모멘트 원자의 총 각운동량을 제공하기 위해 벡터로 추가합니다. 또 다른 양자 수,제이,궤도 각운동량 양자 수의 조합을 나타내는 엘,그리고 스핀 각운동량 양자 수 에스 원자 내에서 이산 값만 가질 수 있습니다. 왜냐하면 에스 단일 전자의 경우 1/2,제이 1/2 엘=0 상태,제이=1/2 또는 3/2 엘=1 상태,제이=3/2 또는 5/2 엘=2 상태 등. 원자의 총 각운동량의 크기는 궤도 및 스핀 모멘텀과 동일한 형태로 표현 될 수 있습니다. 양자 상태에 대한 대체 설명은 양자 수의 관점에서 제공 될 수 있습니다 엔,엘,제이,및 엠제이.

원자의 전자 분포는 파동 함수의 절대 값의 제곱으로 설명됩니다. 수소 원자의 낮은 에너지 상태 중 몇 가지에 대해 공간의 주어진 지점에서 전자를 발견 할 확률은 그림 5 에 나와 있습니다. 전자 밀도 플롯 핵에 대 한 궤도를 선회 하는 잘 지역화 된(포인트)입자의 시간 평균된 위치로 생각 해서는 안 주의 하는 것이 중요 하다. 오히려,양자 역학은 전자의 위치가 양자”퍼즈 볼의 공간에 퍼져 고려되어야하는 연속파 함수와 전자를 설명합니다.”(그림 5 참조.)