Numero quantico

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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, ovvero le osservabili che la caratterizzano. Tipicamente i numeri quantici sono impiegati per descrivere la struttura elettronica di un atomo in particolare, secondo l'attuale modello atomico.

I principali numeri quantici[modifica | modifica wikitesto]

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:

  • L'autovalore dell'energia , detto anche numero quantico principale o di Bohr, che assume valori interi (n = 1, 2, 3, 4 ...) 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 0 e n - 1. Esso definisce la forma dell'orbitale atomico.
  • La componente lungo un asse (convenzionalmente l'asse z) del momento angolare orbitale, detto numero quantico magnetico, che assume valori interi tra -l e +l.
  • La componente lungo un asse (convenzionalmente l'asse z) dello spin, detto numero quantico di spin, che può assumere valori interi o semi interi che vanno da -s e +s.
simbolo nome Osservabile valori
n Numero quantico principale
l Numero quantico angolare
ml Numero quantico magnetico
ms Numero quantico di spin elettrico -s,-s+1,....,s-1,s

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:

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • (EN) B.H. Bransden & C.J. Joachain - Physics of atoms and molecules
  • J. J. Sakurai - Meccanica quantistica moderna
  • Landau & Lifsits - Meccanica quantistica. Teoria non relativistica
  • R. Oerter. La teoria del quasi tutto. Il Modello Standard, il trionfo non celebrato della fisica moderna. 2006
  • (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. 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 correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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