Kvantni brojevi

Kako temperatura pada, vršna vrijednost jakosti zračenja je manja i pomiče se prema većim valnim duljinama. Crna krivulja prikazuje model klasične fizike, Rayleigh-Jeansov model ili "ultraljubičastu katastrofu".
Zbroj svih 14 atomskih jednoelektronskih orbitala za najmanja 3 glavna kvantna broja n.
Emisijski spektar natrija koji prikazuje svojstvenu D liniju.
U pojednostavljenom Bohrovom modelu atoma vodika, Balmerova serija nastaje skokom elektrona na drugu energetsku razinu (n = 2). Prikazana je emisija svjetlosti. Prijelaz elektrona predstavlja H-alfa, prvu liniju Balmerove serije, valne duljine 656 nm.
Energetska shema atomskog orbitalnog modela.
Bohrov model atoma koji prikazuje najveći broj elektrona po ljuskama.
Stern-Gerlachov pokus: atomi srebra koji putuju kroz nehomogeno magnetsko polje i odbijaju se prema gore ili dolje, ovisno o svom okretanju; (1) peć, (2) snop atoma srebra, (3) nehomogeno magnetsko polje, (4) klasično očekivani rezultat, (5) uočeni rezultat.
Fotografija koju je P. Zeeman napravio objašnjavajući Zeemanov učinak.
Spektralne linije para živine svjetiljke, na valnoj duljini 546,1 nm, pokazuju nepravilni ili anomalni Zeemanov učinak: (A) bez magnetskog polja. (B) s magnetskim poljem spektralne se linije razdvajaju kao poprečni Zeemanov učinak. (C) s magnetskim poljem razdijelile se kao uzdužni Zeemanov učinak (spektralne linije dobivene su Fabry-Pérotovim interferometrom).
Periodni sustav elemenata.

Kvantni broj je broj koji opisuje kvantnomehaničko stacionarno stanje subatomskih čestica, elektrona u atomu i nukleona (protona i neutrona) u atomskoj jezgri. Kvant i kvantni broj u fiziku je uveo M. Planck 1900. kako bi objasnio raspodjelu energije zračenja crnoga tijela i uskladio zakone klasične fizike s pokusima. U modernoj fizici pod pojmom kvantizacije podrazumijeva se prijelaz iz zakonitosti klasične fizike u kvantnu mehaniku. Kvantiziranje gravitacije jedan je od najvećih problema suvremene fizike elementarnih čestica i kozmologije.

Tipično je značenje kvantnih brojeva stanjâ elektrona u atomu sljedeće:

  • glavni kvantni broj n određuje svojstvene vrijednosti energije elektrona,
  • orbitalni kvantni broj l određuje vrijednost kutne količine gibanja elektrona u kvantnim stazama,
  • magnetski kvantni broj m određuje moguće orijentacije kutne količine gibanja u odnosu na os vanjskoga magnetskoga polja,
  • kvantni broj spina s određuje spinsku kutnu količinu gibanja elektrona.

Ukupni broj različitih stanja u atomu za kvantne brojeve n, l i m iznosi (2∙l + 1), a zbog dviju spinskih orijentacija (projekcija) na vanjsku os taj se broj udvostručuje. Stanja elektrona u modelu Fermijeva plina opisana su samo glavnim kvantnim brojem n i s dvije orijentacije spina. Kvanti svjetlosti (fotoni), kao bozoni cjelobrojnoga spina opisani su Bose-Einsteinovom statistikom, a istoj statistici podvrgavaju se i kvanti titranja kristalne rešetke (fonon) kao bozoni nultoga spina. Neutroni i protoni, šire hadroni, uz kvantni broj spina imaju još i kvantni broj izospina. Uz spin i okus (gornji, donji, strani …), kvarkovi nose i kvantni broj jakoga naboja, koji se uobičajeno naziva bojom (crvena, zelena, plava), a antikvarkovi odgovarajuću antiboju. Teorija polja boje u kvantnome obliku poznata je kao kvantna kromodinamika.[1]

  1. kvantni broj, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.

Developed by StudentB