Orbital rörelse (kvantum)

Kvantomloppsrörelse involverar den kvantmekaniska rörelsen av stela partiklar (som elektroner ) kring någon annan massa, eller om sig själva . Typiskt kännetecknas orbital rörelse i klassisk rörelse av orbital vinkelmomentum (omloppsrörelsen för massacentrum) och spin , som är rörelsen kring masscentrum. Inom kvantmekaniken finns det analoga former av spinn och rörelsemängd, men de skiljer sig fundamentalt från modellerna av klassiska kroppar. Till exempel uppvisar en elektron (en av de viktigaste partiklarna i kvantmekaniken) ett mycket kvantmekaniskt beteende i sin rörelse runt kärnan i en atom som inte kan förklaras av klassisk mekanik.

Orbital vinkelmoment

När kvantmekanik hänvisar till en elektrons omloppsrörelsemängd, hänvisar det i allmänhet till den rumsliga vågekvationen som representerar elektronens rörelse runt kärnan i en atom. Elektroner "kretsar" inte om kärnan i klassisk mening av rörelsemängd, men den matematiska representationen av L = r × p leder fortfarande till den kvantmekaniska versionen av rörelsemängd. Precis som i klassisk mekanik gäller fortfarande lagen om bevarande av rörelsemängd .

Snurra

En elektron har ingen laddningsfördelning, och anses därför vara en punktladdning. Den producerar dock en magnetisk dipol som kan orienteras i ett externt magnetfält, som med magnetisk resonans . Det finns också en så kallad "strömslinga" som skapas av den laddade elektronens rörelse, trots att den saknar någon skenbar volym som krävs klassiskt för att en sådan strömslinga ska existera. Det bidrar också till det totala rörelsemängd som partikeln har, vilket är summan av både rörelsemängd och spinn.

En partikels spin representeras i allmänhet i termer av spinnoperatorer . Det visar sig för partiklar som utgör vanlig materia (protoner, neutroner, elektroner, kvarkar, etc.) att partiklar har spin 1/2, vilket betyder att endast två egenvektorer av Hamiltonian existerar för ett spin 1/2-tillstånd, vilket innebär att det finns är bara två energivärden som kan mätas. Detta visar att den inneboende kvantegenskapen för energikvantisering är ett direkt resultat av elektronspin.

Se även

externa länkar