Kvantno število

Kvantno število je brezrazsežno število, ki v kvantni mehaniki omogoča opis značilnosti določenega delca in njegovih stanj. Kvantni sistem ima lahko enega ali več kvantnih števil, ki pripadajo različnim značilnostim delca. Kvantna števila zavzemajo samo diskretne (posamične) vrednosti, ne pa zveznih vrednosti.

Ena izmed značilnosti kvantne mehanike je v tem, da lahko določene količine zavzamejo samo nezvezne vrednosti. V tem se kvantna mehanika najbolj razlikuje od klasične mehanike, kjer lahko količine zvezno zavzamejo vse vrednosti.

Najlažje so razumljiva kvantna števila za elektron v atomu, kjer so določena naslednja kvantna števila:

ime	oznaka	pomen za tirnico	možne vrednosti	zgled
glavno kvantno število	$n\,\!$	lupina	$1\leq n\,\!$	$n=1,2,3...\,\!$
tirno kvantno število (vrtilna količina)	$\ell \,\!$	podlupina	$0\leq \ell \leq n-1\,\!$	za $n=3\,\!$: $\ell =0,1,2\,(s,p,d)\,\!$
magnetno kvantno število (projekcija vrtilne količine)	$m_{\ell }\,\!$	usmerjenost oblike podlupine	$-\ell \leq m_{\ell }\leq \ell \,\!$	za $\ell =2\,\!$: $m_{\ell }=-2,-1,0,1,2\,\!$
spinsko kvantno število	$m_{s}\,\!$	spin	$-{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}},{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}\,\!$	samo: $-{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}},{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}\,\!$

Glavno kvantno število

Označujemo ga z oznako $n\,\!$ (tudi n).
Zavzame lahko vrednosti $n\in \{1,2,3,\ldots \}$.

Tirno kvantno število

Označujemo ga z oznako $\ell \,\!$ (tudi l). Za vsak dani $n\,\!$, lahko zavzame vrednosti med 0 in n-1

$l\in \{0,1,2,\ldots ,n-1\}$.

Primer: če je $n\,\!$ enak 3, lahko $\ell \,\!$ zavzame vrednosti 0, 1 in 2. Posamezne vrednosti za različne $\ell \,\!$ se označuje tudi s črkovnimi oznakami

• s (iz angleške besede sharp) za $\ell \,\!$ = 0
• p (iz angleške besede principal) za $\ell \,\!$ = 1
• d (iz angleške besede diffuse) za $\ell \,\!$ = 2
• f (iz angleške besede fundamental) za $\ell \,\!$ = 3

V primeru, ki je naveden zgoraj, bi to bile oznake s (za $\ell \,\!$ = 0), p (za $\ell \,\!$= 1) in d (za $\ell \,\!$ = 2).

Magnetno kvantno število

Magnetno kvantno število označujemo z $m_{\ell }\,\!$ (tudi m_l). To kvantno število določa usmerjenost tirnice. Za vsak $\ell \,\!$ lahko zavzame vrednosti med -$\ell \,\!$ in +$\ell \,\!$:

$m_{\ell }\in \{-l,-(l-1)\ldots (l-1),l\}$:

• za $\ell \,\!$ = 0 je lahko $m_{\ell }\,\!$ = 0, kar pomeni samo eno usmerjenost ali samo eno kvantno stanje
• za $\ell \,\!$ = 1 je lahko $m_{\ell }\,\!$ = -1, 0, +1, kar pomeni tri usmerjenosti ali tri kvantna stanja

Spinsko kvantno število

Spinsko kvantno število označujemo z $m_{s}\,\!$ (tudi m_s). Zavzame lahko samo vrednosti +1/2 in -1/2 ali
$m_{s}\in \left\{-{\frac {1}{2}},{\frac {1}{2}}\right\}$

Glej tudi

• multiplikativno kvantno število