Gesamtdrehimpuls von Elektronen

Gibt es für Spin-1/2-Teilchen (wie Elektronen) eine Grenze ihres Gesamtdrehimpulses? Da J = L + S (ich stelle mir das Vektormodell des Atoms vor), könnten Elektronen, wenn L wirklich groß ist, einen sehr großen Gesamtdrehimpuls J haben? Danke!!

Gibt es einen Grund, warum Sie glauben, dass es eine Grenze geben könnte?
@G.Smith Ich glaube nicht, dass es einen gibt, aber ich habe das Gefühl, dass der Drehimpuls nicht unendlich groß sein kann.

Antworten (1)

Drehimpuls ist definiert als:

In drei Dimensionen ist der Drehimpuls für ein Punktteilchen ein Pseudovektor R × P , das Kreuzprodukt des Positionsvektors r des Teilchens ( relativ zu einem Ursprung ) und seines Impulsvektors;

Also per Definition, wenn der Impuls unendlich sein kann, kann es auch der Drehimpuls sein. Elektronen, obwohl sie quantenmechanische Teilchen sind, können, wenn sie frei im Raum sind, einen so großen Drehimpuls haben, wie ihr Impuls für ein gegebenes (x, y, z) im Raum definiert.

Da J = L + S (ich stelle mir das Vektormodell des Atoms vor)

Dies ist eine quantenmechanische Lösung des Elektrons in einem Potentialtopf. Das S ist durch das Elektron gegeben, das L durch das Quantenniveau der Lösung. Qualitativ begrenzt die Größe des Potentials die Anzahl der Energieniveaus, die von Elektronen besetzt sind, aber da alle Zahlen, die in das Problem eingehen, durch die Anzahl der Ladungen des Kerns begrenzt sind, können die Gesamtdrehimpuls-J-Niveaus kein sehr großes L haben.

Zum Beispiel:

Hochauflösende Gitter- und Fourier-Transformations-Spektroskopiemessungen unter Verwendung von Hohlkathoden- und elektrodenlosen Entladungslampenquellen haben zu einer Liste von 92.000 Linien von UI und U II geführt.

Viele Linien, L begrenzt .

Da die Möglichkeit, sehr schwere Kerne zu erhalten, durch die Kräfte begrenzt ist, die einen Kern stabil halten, kann man mit Sicherheit sagen, dass L auf atomarer Ebene begrenzt ist.