什么是量子數(Quantum Numbers)？

在目前流行的原子理論模型中，有四個描述電子行為的量子數，包括主量子數、方位量子數、磁量子數和自旋量子數，這四個數字給出了一個電子的量子態。量子態是一組完整描述某個物質和能量系統（如原子）所需的一組數學信息。沒有...

在目前流行的原子理論模型中，有四個描述電子行為的量子數，包括主量子數、方位量子數、磁量子數和自旋量子數，這四個數字給出了一個電子的量子態。量子態是一組完整描述某個物質和能量系統（如原子）所需的一組數學信息。沒有兩個電子可以共享相同的四個量子數，根據量子力學的泡利不相容原理，科學家拿著燒杯，第一個量子數被稱為主量子數，這個數可以是任何以1開頭的正整數，指電子軌道與原子核之間的距離。然而，與行星軌道不同，電子不能自由地在任何距離上運行。相反，它們被限制在離散能級的軌道上，或量子力學的中心原則量子。與行星軌道類似，另一方面，電子的軌道更遠原子核確實具有更高的動能。方位角量子數表示電子原子軌道的角動量。這個數字說明了電子圍繞原子核軌道的形狀。電子可以在原子核周圍以或多或少的球狀群的形式運行，或者它們可以表現出更復雜的行為。然而，電子是繞著原子核運行的固體粒子的想法是不正確的。量子力學的不確定性原理指出，電子的位置基本上是一個概率問題。在其他量子數的基礎上，磁性量子數告訴我們電子在太空中軌道的方向，這一特性首先是在科學家將氣體暴露在磁場中，然后觀察它們與光相互作用的方式時發現的磁性量子數還與原子軌道的能級有關。最后，自旋量子數指定了電子的兩種自旋狀態之一。當主量子數和方位量子數區分電子的不同軌道位置時，自旋量子數可以區分兩個電子在另一個完全相同的量子態中。如果同一個原子中的兩個電子具有相同的前三個量子數，它們的自旋量子數一定是不同的。電子自旋與人們通常認為的"自旋"的含義并不完全相同，但它是電子的一個自由度，它可以有兩個可能的值之一：-1/2或1/2。

發表于 2020-09-17 23:15
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分類：科學教育

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