El movimiento orbital cuántico implica el movimiento mecánico cuántico de partículas rígidas (como los electrones ) sobre alguna otra masa o sobre sí mismas. Normalmente, el movimiento orbital en el movimiento clásico se caracteriza por el momento angular orbital (el movimiento orbital del centro de masa) y el giro , que es el movimiento alrededor del centro de masa. En mecánica cuántica , existen formas análogas de espín y momento angular, sin embargo difieren fundamentalmente de los modelos de cuerpos clásicos. Por ejemplo, un electrón (una de las principales partículas de interés en la mecánica cuántica) exhibe un comportamiento muy mecánico cuántico en su movimiento alrededor del núcleo de un átomo que no puede explicarse por la mecánica clásica.
Momento angular orbital
Cuando la mecánica cuántica se refiere al momento angular orbital de un electrón, generalmente se refiere a la ecuación de onda espacial que representa el movimiento del electrón alrededor del núcleo de un átomo. Los electrones no "orbitan" el núcleo en el sentido clásico del momento angular, sin embargo, la representación matemática de L = r × p todavía conduce a la versión mecánica cuántica del momento angular. Al igual que en la mecánica clásica, la ley de conservación del momento angular todavía se mantiene. [1]
Girar
Un electrón no tiene distribución de carga y, por lo tanto, se considera una carga puntual. [2] Sin embargo, produce un dipolo magnético que puede orientarse en un campo magnético externo, como ocurre con la resonancia magnética . También existe el llamado "bucle de corriente" que se crea por el movimiento del electrón cargado, a pesar de su falta de volumen aparente que se requiere clásicamente para que exista tal bucle de corriente. También contribuye al momento angular total que tiene la partícula, que es una suma tanto del momento angular como del giro. [3]
El giro de una partícula generalmente se representa en términos de operadores de giro . Resulta que para las partículas que componen la materia ordinaria (protones, neutrones, electrones, quarks, etc.), las partículas son de espín 1/2, [4] lo que significa que solo existen dos vectores propios del hamiltoniano para un estado de espín 1/2, lo que implica que solo hay dos valores de energía que se pueden medir. Demostrando así que la propiedad cuántica inherente de la cuantificación de energía es un resultado directo del espín del electrón.
Ver también
Referencias
- ^ Griffiths, David J. (2005). Introducción a la Mecánica Cuántica (Segunda ed.). Educación de Pearson . pag. 179. ISBN 978-81-7758-230-7.
- ^ Curtis, LJ (2003). Estructura atómica y tiempos de vida: un enfoque conceptual . Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 74. ISBN 0-521-53635-9.
- ^ Rajna, George. "Movimiento cuántico ultrarrápido " - a través de www.academia.edu. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Griffiths, David J. (2005). Introducción a la Mecánica Cuántica (Segunda ed.). Educación de Pearson . pag. 185. ISBN 978-81-7758-230-7.