በመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር እና ስፒን ኳንተም ቁጥር መካከል ያለው ልዩነት

2024 ደራሲ ደራሲ: Alex Aldridge | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 13:31

በመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር እና ስፒን ኳንተም ቁጥር መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ማግኔቲክ ኳንተም ቁጥር በንዑስ ሼል ውስጥ የሚገኙትን ምህዋሮች ለመለየት ጠቃሚ ሲሆን ስፒን ኳንተም ቁጥር ደግሞ የአንድ ምህዋርን ሃይል፣ ቅርፅ እና አቅጣጫ ይገልፃል።

የኳንተም ቁጥሮች በአተም ውስጥ ያለውን የኤሌክትሮን ልዩ የኳንተም ሁኔታ የሚገልጹ የእሴቶች ስብስብ ናቸው። አራት የተወሰኑ የኳንተም ቁጥሮች አሉ፡ ዋና የኳንተም ቁጥር፣ የማዕዘን ኳንተም ቁጥር፣ ማግኔቲክ ኳንተም ቁጥር እና ስፒን ኳንተም ቁጥር።

መግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር ምንድነው?

መግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር በንዑስ ሼል ውስጥ የሚገኙትን ምህዋር ይለያል።የዚህ እሴት ምልክቱ m_{i ነው እንደ ትርጉሙ ይህ የኳንተም ቁጥር ኤሌክትሮኖች በእያንዳንዱ ልዩ ንዑስ ሼል ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች ከ -l እስከ +l እና ዜሮ የሚደርሱ አንግል ኳንተም ቁጥሮች እንዳሏቸው ይገልጻል። ስለዚህ፣ s፣ p፣ d እና f ንዑስ ዛጎሎች የተለያዩ የምሕዋር ቁጥሮችን ይይዛሉ። የሚከተለው ሰንጠረዥ በእያንዳንዱ ንዑስ ሼል ውስጥ የሚገኙትን የምሕዋር ብዛት ያሳያል።}

ንዑስ ሼል	እሴቶች ለመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር	የምሕዋር ብዛት
s	mi=0	1
p	mi=-1, 0, +1	3
d	mi=-2, -1, 0, +1, +2	5
f	mi=-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3	7

የመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥሩ በውጪ በተተገበረው መግነጢሳዊ መስክ ምክንያት የሚከሰተውን የምህዋር የኃይል ለውጥ ይወስናል። ይህንን ውጤት "Zeeman effect" ብለን እንጠራዋለን. ትክክለኛው መግነጢሳዊ አፍታ የሚመነጨው በሁለት ምክንያቶች ነው፡- ኤሌክትሮን አንግል አፍታ እና ኤሌክትሮን ስፒን ከመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር የተገለጹት።

ስፒን ኳንተም ቁጥር ምንድነው?

Spin ኳንተም ቁጥር የምሕዋርን ጉልበት፣ቅርጽ እና አቅጣጫ ይገልጻል። የዚህ እሴት ምልክት "s" ነው. የአከርካሪው ኳንተም ቁጥር የአንድ አቶም ውስጣዊ ማዕዘናት ግቤት መለኪያ ነው። በኦርቢታል ውስጥ ያለው የኤሌክትሮን ስፒን አንግል ሞመንተም እንደ s=1/2 ይሰጣል።

ምስል 02፡ የውጭ መግነጢሳዊ መስክ በኤሌክትሮን ላይ ያለው ውጤት

አንድ ምህዋር ጥንድ ኤሌክትሮኖችን ሊይዝ ይችላል። ስለዚህ ሁለቱ ኤሌክትሮኖች s=-1/2 እና s=+1/2 ስፒን ኳንተም ቁጥሮች አሏቸው። እሱ የሚያመለክተው የኤሌክትሮኖች የ "spin-up" እና "spin-down" አቅጣጫዎችን ነው. የኳንተም ቁጥሩ የአንድ የተወሰነ ኤሌክትሮን የአተም ኳንተም ሁኔታን ይገልጻል። በተጨማሪም፣ የአንዳንድ የተወሰኑ አቶሞች በርካታ ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖችን የሚሽከረከርበትን “ጠቅላላ ስፒን ኳንተም ቁጥር” (S) ልንሰጥ እንችላለን።

በመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር እና ስፒን ኳንተም ቁጥር መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

የኳንተም ቁጥሮች በአተም ውስጥ ያለውን የኤሌክትሮን ልዩ የኳንተም ሁኔታ የሚገልጹ የእሴቶች ስብስብ ናቸው። በመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር እና በስፒን ኳንተም ቁጥር መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የማግኔቲክ ኳንተም ቁጥር በንዑስ ሼል ውስጥ የሚገኙትን ምህዋሮች ለመለየት ጠቃሚ ሲሆን ስፒን ኳንተም ቁጥር ደግሞ የምህዋርን ኃይል፣ ቅርፅ እና አቅጣጫ ይገልፃል።የማግኔቲክ ኳንተም ቁጥር እሴቶች እንደ -l፣ 0 እና +l ተሰጥተዋል። የዚህ እሴት ምልክቱ m_{i ነው ነገር ግን የስፒን ኳንተም ቁጥር እንደ -1/2 እና +1/2 ተሰጥቷል። የዚህ እሴት ምልክት “s” ነው። ነው።}

ከዚህም በላይ በማግኔት ኳንተም ቁጥር እና በስፒን ኳንተም ቁጥር መካከል ያለው ተጨማሪ ልዩነት የማግኔቲክ ኳንተም ቁጥሩ በመግነጢሳዊ መስክ ምክንያት የሚከሰተውን የምህዋር የኃይል ለውጥ የሚገልጽ ሲሆን ስፒን ኳንተም ቁጥሩ ደግሞ ውስጣዊውን አንግል ይገልፃል። የአንድ አቶም ፍጥነት።

ማጠቃለያ - መግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር vs Spin Quantum Number

የኳንተም ቁጥሮች በአተም ውስጥ ያለውን የኤሌክትሮን ልዩ የኳንተም ሁኔታ የሚገልጹ የእሴቶች ስብስብ ናቸው። በመግነጢሳዊ ኳንተም ቁጥር እና በስፒን ኳንተም ቁጥር መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የማግኔቲክ ኳንተም ቁጥር በንዑስ ሼል ውስጥ የሚገኙትን ምህዋሮች ለመለየት ጠቃሚ ሲሆን ስፒን ኳንተም ቁጥር ደግሞ የምህዋርን ኃይል፣ ቅርፅ እና አቅጣጫ ይገልፃል።