Магни́тное ква́нтовое число́ ( m ) — квантовое число , параметр, который вводится при решении уравнения Шрёдингера для электрона в водородоподобном атоме (и вообще для любого движения заряженной частицы). Магнитное квантовое число характеризует ориентацию в пространстве орбитального момента импульса электрона или пространственное расположение атомной орбитали . Оно принимает целые значения от -l до +l , где l — орбитальное квантовое число , то есть имеет ровно столько значений, сколько орбиталей существует на каждом подуровне.

История

В 1896 году голландский физик Питер Зееман поместил в сильное магнитное поле устройство, аналогичное водородной лампе, но наполненное парами раскалённого натрия ( Фарадей ставил аналогичный эксперимент в 1862 г. и потерпел неудачу). Обнаружилось, что в магнитном поле число линий в спектрах испускания возрастает. Спектры становятся сложными, но можно показать, что каждая p-линия распадается в магнитном поле на 3 новых линии, каждая d-линия — на 5, каждая f-линия — на 7 линий, а s-линии не изменяются. Поскольку орбитали атома становятся «видны» только в магнитном поле , очередное квантовое число , записывающее «адрес» орбитали в атоме, назвали магнитным квантовым числом .

Характеристики

Каждое из 2 l +1 возможных значений магнитного квантового числа определяет проекцию вектора орбитального момента на данное направление (обычно ось z ). Проекция орбитального момента импульса на ось z равна ${\displaystyle L_{z}=m\hbar .}$ Поскольку с орбитальным моментом связан магнитный момент , то магнитное квантовое число, в частности, определяет проекцию орбитального магнитного момента водородоподобного атома на направление магнитного поля и служит причиной расщепления спектральных линий атома в магнитном поле.

Иногда магнитное квантовое число определяют для проекции любого момента частицы (орбитального L , спинового S , суммарного J=L+S ). В этом случае оно принимает соответственно 2 L +1, 2 S +1, 2 J +1 значений. Для проекций спинового и суммарного моментов магнитное квантовое число может быть полуцелым.

Магнитное квантовое число в переходах между уровнями может изменяться лишь на определённое значение, устанавливаемое правилами отбора для данного типа перехода.

Ссылки