From Wikipedia, the free encyclopedia
Kvantová čísla jsou čísla, kterými se v kvantové mechanice popisují vlastnosti určitých částic v systému; každé číslo odpovídá jedné zachovávané veličině. Nejčastějším použitím kvantových čísel je popis elektronů a jejich orbitalů v atomovém obalu, například v chemii.
Kvantové číslo je charakteristikou kvantového stavu.
Počet kvantových čísel, které charakterizují systém, je závislý na konkrétním systému. Charakteristikou tohoto systému je jeho hamiltonián . Jedno kvantové číslo odpovídá energii (tzn. vlastní číslo tohoto hamiltoniánu), dále pak existuje jedno další kvantové číslo pro každý operátor, který s hamiltoniánem komutuje (bere se sada vzájemně nezávislých operátorů, kterých však může být více, proto lze jeden systém popsat několika různými sadami kvantových čísel).
Jelikož kvantové číslo charakterizuje systém, lze jej také formulovat jako zákon zachování charakteristiky popisované kvantovým číslem. Počet kvantových čísel tak odpovídá počtu zachovávaných hodnot. Kvantová čísla tedy také popisují různé symetrie daného systému.
Zřejmě nejdůkladněji analyzovaným případem kvantového systému je jediný elektron v atomu jako základní, nejjednodušší model. V tomto případě je potenciál sféricky symetrický a kromě energie komutují operátory pro kvadrát momentu hybnosti, jednu libovolnou komponentu momentu hybnosti a spin, systém je tedy popsán čtyřmi kvantovými čísly. Za tato čísla se tradičně berou následující:
U každé elementární částice lze popsat mnoho vlastností charakterizovaných kvantovými čísly. Tato čísla lze rozdělit do dvou základních skupin: jedna skupina kvantových čísel popisuje vnější (časoprostorové) symetrie dané částice, druhá popisuje vnitřní symetrie.
Mezi typická čísla popisující časoprostorové symetrie patří například spin (odpovídající rotační symetrii), prostorová, nábojová a časová parita (viz též Poincarého grupa).
Vnitřní symetrie částic popisují kvantová čísla jako například leptonové a baryonové číslo, elektrický náboj, případně další zvláštně nazývané charakteristiky jako podivnost, vůně atd.
Kvantová čísla se v mnoha situacích zachovávají, tzn. při reakci dvou elementárních částic je celkové kvantové číslo soustavy před reakcí i po reakci stejný. Celkové kvantové číslo se zpravidla získá jako součet kvantových čísel jednotlivých složek, ale existují tzv. multiplikativní kvantová čísla (parity; jsou jimi čísla vyjadřující symetrie grupy ), u kterých je celkové číslo rovno součinu jednotlivých čísel.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.