Kvantno število

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

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 \le n \,\! n=1,2,3...\,\!
tirno kvantno število
(vrtilna količina)
\ell\,\! podlupina 0 \le \ell \le n-1\,\! za      n=3\,\!:
\ell=0,1,2\,(s, p, d)\,\!
magnetno kvantno število
(projekcija vrtilne količine)
m_\ell\,\! usmerjenost
oblike podlupine
-\ell \le m_\ell \le \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[uredi | uredi kodo]

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

Tirno kvantno število[uredi | uredi kodo]

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[uredi | uredi kodo]

Magnetno kvantno število označujemo z m_\ell\,\! (tudi ml). 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[uredi | uredi kodo]

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

Glej tudi[uredi | uredi kodo]