什么是量子数(Quantum Numbers)？

在目前流行的原子理论模型中，有四个描述电子行为的量子数，包括主量子数、方位量子数、磁量子数和自旋量子数，这四个数字给出了一个电子的量子态。量子态是一组完整描述某个物质和能量系统（如原子）所需的一组数学信息。没有...

在目前流行的原子理论模型中，有四个描述电子行为的量子数，包括主量子数、方位量子数、磁量子数和自旋量子数，这四个数字给出了一个电子的量子态。量子态是一组完整描述某个物质和能量系统（如原子）所需的一组数学信息。没有两个电子可以共享相同的四个量子数，根据量子力学的泡利不相容原理，科学家拿着烧杯，第一个量子数被称为主量子数，这个数可以是任何以1开头的正整数，指电子轨道与原子核之间的距离。然而，与行星轨道不同，电子不能自由地在任何距离上运行。相反，它们被限制在离散能级的轨道上，或量子力学的中心原则量子。与行星轨道类似，另一方面，电子的轨道更远原子核确实具有更高的动能。方位角量子数表示电子原子轨道的角动量。这个数字说明了电子围绕原子核轨道的形状。电子可以在原子核周围以或多或少的球状群的形式运行，或者它们可以表现出更复杂的行为。然而，电子是绕着原子核运行的固体粒子的想法是不正确的。量子力学的不确定性原理指出，电子的位置基本上是一个概率问题。在其他量子数的基础上，磁性量子数告诉我们电子在太空中轨道的方向，这一特性首先是在科学家将气体暴露在磁场中，然后观察它们与光相互作用的方式时发现的磁性量子数还与原子轨道的能级有关。最后，自旋量子数指定了电子的两种自旋状态之一。当主量子数和方位量子数区分电子的不同轨道位置时，自旋量子数可以区分两个电子在另一个完全相同的量子态中。如果同一个原子中的两个电子具有相同的前三个量子数，它们的自旋量子数一定是不同的。电子自旋与人们通常认为的"自旋"的含义并不完全相同，但它是电子的一个自由度，它可以有两个可能的值之一：-1/2或1/2。

发表于 2020-09-17 23:15
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分类：科学教育

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