Numero quantico

In meccanica quantistica un numero quantico esprime il valore di una quantità conservata nella dinamica di un sistema. I numeri quantici permettono di quantificare le proprietà di una particella e di descrivere la struttura elettronica di un atomo.

I principali numeri quanticiModifica

Il problema di stabilire quanti siano i numeri quantici che caratterizzano un qualsiasi sistema quantistico è ancora aperto, tuttavia è possibile sapere quanti sono i numeri quantici necessari per descrivere ogni singolo caso: essi sono l'autovalore dell'Hamiltoniana e i valori delle osservabili che commutano con essa, ovvero le grandezze fisiche che si conservano sotto traslazione temporale.

Convenzionalmente si usa caratterizzare un sistema con quattro numeri quantici principali:[1]

  • L'autovalore dell'energia  , detto anche numero quantico principale o di Bohr, che assume valori interi ( ) e che dipende dalla sola distanza tra l'elettrone ed il nucleo.
  • Il modulo quadro del momento angolare orbitale  , detto numero quantico azimutale, che può assumere valori interi compresi tra   e  . Esso definisce la forma dell'orbitale atomico.
  • La componente   lungo un asse (convenzionalmente l'asse  ) del momento angolare orbitale, detto numero quantico magnetico, che assume valori interi tra   e  .
  • La componente   lungo un asse (convenzionalmente l'asse  ) dello spin, detto numero quantico di spin, che può assumere valori interi o semi interi che vanno da   e  .
simbolo nome Osservabile valori
  Numero quantico principale    
  Numero quantico angolare    
  Numero quantico magnetico    
  Numero quantico di spin elettrico    

Esistono, poi, altri numeri quantici, associati alle particelle elementari, molto importanti nelle reazioni fisiche: ad ognuno di essi, infatti, è associata una legge di conservazione specifica per ciascun numero. Essi sono:

Altro numero quantico è  , utilizzato per descrivere gli autovalori degli stati stazionari del Potenziale di Morse di una molecola biatomica.

NoteModifica

  1. ^ Peter W. Atkins, Chimica Generale, Bologna, Zanichelli, 1992, ISBN 88-08-15276-6. p.191

BibliografiaModifica

  • (EN) B.H. Bransden e C.J. Joachain, Physics of atoms and molecules, Pearson Education, 2003, ISBN 978-05-823-5692-4.
  • J. J. Sakurai, Meccanica quantistica moderna, Zanichelli, 2014, ISBN 978-88-082-6656-9.
  • L.D. Landau e E.M. Lifshitz, Meccanica quantistica. Teoria non relativistica, Editori Riuniti, 2004, ISBN 978-88-359-5606-8.
  • R. Oerter, La teoria del quasi tutto. Il Modello Standard, il trionfo non celebrato della fisica moderna, Codice, 2006, ISBN 978-88-757-8062-3.
  • (EN) G. t'Hooft, In Search of the Ultimate Building Blocks, Cambridge University Press, 2001, ISBN 978-0-521-57883-7.
  • (EN) W. Noel Cottingham e Derek A. Greenwood, An Introduction to the Standard Model of Particle Physics, Londra, Cambridge University Press, 1999, ISBN 978-0-521-58832-4.
  • (EN) F. Mandl e G. Shaw, Quantum Field Theory, John Wiley & Sons Inc, 2010, ISBN 0-471-94186-7.
  • (EN) Y. Hayato et al.. Search for Proton Decay through p → νK+ in a Large Water Cherenkov Detector. Physical Review Letters 83, 1529 (1999).

Voci correlateModifica

Collegamenti esterniModifica

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