Diskussion:Quantenzahl

Der Spin ist also eine Besonderheit einer Besonderheit? Ich sehe das eher als Beispiel, da ja die Spinquantenzahlen durch die Formel "natürliche Zahl multipliziert mit 1/2" gebildet werden können. Also könnte man doch die "quadrierte Besonderheit" weglassen/umformulieren!?

Er ist schon eine Besonderheit.

Wenn es einfach die Hälfte einer "normalen" Quantenzahl wäre (also n_s/2), dann müsste z.B. die Spin-Quantenzahl im Atom drei Werte annehmen können:

Der kleinste Wert wäre -1, der größte Wert 1, in Einerschritten ergäbe dies als mögliche Werte -1, 0 und 1, und somit für die z-Komponente des Spins -hquer/2, 0 und +hquer/2.

In der Tat koennen aber nur die Werte -hquer/2 und +hquer/2 auftreten, entsprechend den tatsächlichen Quantenzahlen -1/2 und (-1/2)+1 = +1/2.

-- Ce 13:29, 29. Okt 2002 (CET)

Wie die Existenz des Isospins, der im (vom Ortsraum des Spins völlig unabhängigen) Isospinraum ebenfalls halbzahlige Werte annehmen kann zeigt, stellt der Spin damit keinen Einzelfall dar. Man könnte natürlich durchaus auch eine Quantenzahl definieren, die gerade das doppelte des Spins ist (die hätte dann nur ganzzahlige Werte). Ausgezeichnet ist der Spin nicht durch die halbzahligen Werte, sondern durch die geradzahlige oder ungeradzahlige Anzahl dieser Werte.

Quantenzahlen nur bei Wasserstoffatom?

Wenn man den Artikel liest, klingt es so, als gebe es die bekannten Quantenzahlen nur beim Wasserstoffatom... was aber ist mit anderen Atomen, z.B. Kupfer? Hat Kupfer ganz andere Quantenzahlen?

eine bearbeitung des artikels zur verallgemeinerung hin wäre toll.

danke, --Abdull 12:35, 23. Feb 2005 (CET)

Wenn man den Artikel liest hat man das Gefühl das 4=8 ist. Es heißt es gibt vier Quantenzahlen (was auch meinem Wissensstand entspricht). Es werden aber acht aufgezählt.

wenn da ein wenig Licht ins Dunkel käme wäre das klasse

danke, -- 11:01, 20.07.2005 (CET)

Überarbeitungsbedarf

Ich finde den ersten Absatz gut – danach wird's haarsträubend. Um die Fragen auf dieser Seite zu beantworten und vielleicht ein paar Denkanstöße für eine bessere Formulierung des Artikel zu geben, habe ich hier einen kleinen Abriss der Quantenmechanik zusammengestellt und möchte auf die bisherigen Unzulänglichkeiten hinweisen.

Es geht los mit einem Zitat aus dem Artikel:

„Quantenzahlen widersprechen aufgrund ihres quantenmechanischen Ursprungs oftmals der Anschauung. Sie besitzen in der Regel kein klassisches Analogon.“

1. Quantenzahlen sind die Grundlage und Namensgeber der Quantenmechanik („Quantisierte Mechanik“), nicht umgekehrt.
2. Zur Anschauung und einem Analogon: Quantisierung tritt immer auf, wenn eine Welle eingesperrt wird. Anschauliches Beispiel: Schwingende Saite. Die Saite ist an beiden Enden fest eingespannt, kann also an diesen Punkten nicht schwingen. Eine Schwingung der Saite ist sinusförmige stehende Welle. Folglich müssen die Nullstellen des Sinus gerade mit den Endpunkten der Saite übereinstimmen. Das führt nur zu einem beschränkten Satz an Lösungen: Halbe Schwingung [NST bei 0 und $\pi$], ganze Schwingung [0,2$\pi$], anderthalb Schwingungen,... Man erhält: Quantenzahlen.

Was hat das mit den Elektronen in einem Atom zu tun?

Eine der ersten Fragen nach der Entdeckung der Atomphysik war: Wenn ein Elektron um eine positive Ladung kreist, wie die Erde um die Sonne, dann ist das eine beschleunigte Bewegung. Beschleunigte Ladungen strahlen und verlieren Energie. Warum hier nicht? Die erste Antwort waren die Postulate von Bohr, der gesagt hat, das tun sie halt nicht. Gleichzeitig erfand er auch die ersten Quantenzahlen, um die Experimente aus der Optik zu erklären. An dieser Stelle gab es also tatsächlich keine Anschauung ;-). Dann kam de Broglie, der sagte, wenn man allen Wellen auch Teilchen zuordnen kann (siehe: Welle-Teilchen-Dualismus), warum dann nicht auch umgekehrt? Dann der Schrödinger, der seine fundamentale Gleichung aufstellte (auch ein Postulat nebenbei bemerkt) und es ermöglichte die Physik der Materie durch Wellen beschreiben zu können...

Wann kommen nun endlich zu den Elektronen und den Quantenzahlen?

Wenn ein Elektron eine Welle ist und im gebundenen Zustand nicht strahlen darf, dann ist die Lösung aller Probleme die Antwort: Das Elektron muss eine stehende Welle sein, dann bewegt es sich zeitlich nicht. Hier gibt es dabei keinen Rand im Sinne einer Holzkiste (Musikinstrument), sondern die elektrostatische Anziehung und periodische Randbedingungen: nach einem voller Umlauf um den Kern muss wieder die gleiche Wellenfunktion wie vorher da sein, sonst ist die Lösung nicht eindeutig. Nun, wenn Elektronen im gebundenen Zustand (ganz wichtig ist das gebunden) eine eingesperrte stehende Welle ist, dann ergeben sich zwangsläufig nur diskrete Lösungen. Um genau zu sein: Für jeden Freiheitsgrad (in 3D gibt es 3) genau eine Quantenzahl. Da x,y,z Quantenzahlen bei einem kugelsymmetrischen Problem ziemlich nichtssagend wären, wählt man stattdessen: Hauptquantenzahl, Drehimpulsquantenzahl (Nebenquantenzahl) und magnetische Quantenzahl.

Bei Atomen gibt es doch noch eine vierte...

Dazu erst ein weiteres Zitat:

„Ein Beispiel ist der Spin, dessen Quantenzahl nicht immer eine ganze Zahl, sondern ein Vielfaches von 1/2 ist, also insbesondere auch halbzahlig (eine ganze Zahl + 1/2) sein kann. Da der Spin in den Gesamtdrehimpuls eingeht, kann dieser, im Gegensatz zum Bahndrehimpuls, auch halbzahlig sein; allerdings kann er nur in ganzzahligen Schritten geändert werden. Daher bleibt der Drehimpuls eines Objekts stets ganz- oder halbzahlig (es sei denn, es werden Teilchen hinzugefügt oder entfernt). Die Ganzzahligkeit des Gesamtdrehimpulses entscheidet, ob sich das System wie ein Fermion oder wie ein Boson verhält. Spin 1/2-Teilchen werden immer paarweise erzeugt. Dadurch ist die Änderung der Spinquantenzahl bei der Erzeugung wieder ganzzahlig.“

Ohne jetzt jemanden auf den Schlips treten zu wollen: Dieser Absatz erklärt rein gar nichts. Erstens ist er höchst verwirrend und zweitens bewegt er sich haarscharf am Rande zu Halbwissen, aber: er spricht die fehlende Quantenzahl für das Atommodell an – die Spinquantenzahl.

Was quantisiert die Spinquantenzahl?

Elektronen haben eben noch einen vierten Freiheitsgrad: Ihre Orientierungsmöglichkeiten für den Spin in einem Magnetfeld. Wichtig ist, der Spin selbst ist eine Teilcheneigenschaft und keine Quantenzahl. Quantisiert werden nur dessen Orientierungsmöglichkeiten.

In dem Artikel werden noch mehr als vier Quantenzahlen erwähnt...

Nun, um den Aufbau von Atomen beschreiben zu können reichen vier Quantenzahlen und das Pauli-Prinzip. Mehr Freiheitsgrade hat ein Elektron auch nicht. Quantenzahlen treten aber immer wenn eine Welle einsperrt ist, oder anders ausgedrückt: sich etwas in einem gebundenen Zusand befindet. Daher braucht man Quantenzahlen für alles mögliche. Beispielsweise sind Bahndrehimpuls und Spin der Hüllenelektronen nicht unabhängig voneinander, sie addieren sich zu einem Gesamtdrehimpuls, welcher in einem Magnetfeld wieder nur diskrete Orientierungsmöglichkeiten hat.

-- Jensel 18:10, 12. Nov 2005 (CET)

Wer oder was ist Rydberg?

Hallo!

In der ersten "Formel" steht oben auf dem Bruchstrich E_Rydberg

Das sollte man vllt erklären ;) --Cirdan ± 19:33, 13. Dez 2005 (CET)

Umgangen. --141.35.8.32 17:32, 20. Nov. 2006 (CET)

Einfach so ne Formel mit ein paar variablen hinfetzten genügt dem schreiber und dem eh nichts versteher-leser aber dem wissbegierigen regts nur auf!!1

Was is das für ne formel???

Noch zu tun

Hier müssen diverse wichtige Sachen noch eingebaut werden: Die Effekte bezüglich der einzelnen Quantenzahlen (Zeeman, Paschen-Back, Stark, etc.), der Bezug zu den jeweiligen wichtigen Versuchen und Modellen (Stern-Gerlach, etc.), die umfangreiche Beschreibung der Quantenzahlen als Operatoren in der Quantenmechanik, etc. - aber eben so, dass es verständlich ist. :/ Und die Schwingungs- und sonstige Quantenzahlen fehlen dann noch. Viel zu tun... --141.35.8.32 17:32, 20. Nov. 2006 (CET)

s,p,d,f etc.

Ist ja schön, dass gleich eine Formel für das Energieniveau angegeben ist. Die gängigen Bezeichnungen für die Haupt- und Nebenquantenzahlen vermisse ich dagegen vollständig!

Zählung der Orbitale

Die noch ungesichtete Version vom 12. September 2009 um 19:25 führt die Zählung der Nebenquantenzahl von [1 bis n ] auf, wobei dabei kein Fehler korrigiert wurde sondern einer entstanden ist, denn die Zählung der Nebenquantenzahl in der Version vom 15. Juli 2009 um 22:07 Uhr führt die Zählung dieser Zahl von [ 0 bis n-1]. Wie mansehen kann, passen in jede Liste die gleiche Anzahl an Elementen, beide beginnen nur an einer anderen Stelle zu zählen. Der Entstandene Fehler in 12. September 2009 um 19:25 heißt [ 0 bis n ] (nicht signierter Beitrag von 62.225.183.250 (Diskussion | Beiträge) 09:40, 18. Sep. 2009 (CEST))

Magnetische Quantenzahl des Drehimpuls

Sie heißt Magnetquantenzahl, weil die zusätzliche potentielle Energie in einem Magnetfeld in z-Richtung (normaler Zeeman-Effekt) von ihr abhängt (bei m = 0 keine z-Komponente, d.h. keine zusätzliche Energie; bei m = l nur z-Komponente, d.h. maximale zusätzliche Energie). Das ist dann auch bei m = -l maximale zusätzliche Energie, richtig?

Satz ohne Bezug

Quantenzahlen sind aufgrund ihrer Diskretheit im Vergleich zur klassisch-kontinuierlichen Welt unintuitiv. Es ist aber gerade Wesen der Quantenmechanik, dass bestimmte Werte nur exakt und gestuft/diskret vorkommen. Die Quantenzahlen stellen dann die unabhängig voneinander messbaren Eigenwerte der Operatoren dar.

"der Operatoren": Welcher Operatoren? Es war vorher von keinen Operatoren die Rede, auf die hier Bezug genommen wird. Auch wird sich ein Laie fragen, was Eigenwerte sind. Ich lösche diesen sinnlosen Satz mal. 91.67.215.210

Weitere Quantenzahlen

Im Artikel werden jede Menge weiterer Quantenzahlen nicht erwähnt. Ist das Absicht? Z.B. Ladung, Parität, Leptonenzahl, Colour, Flavour (teilw. durch Schwache WW verletzt), Isospin, Hyperladung, Differenz von Baryonen- und Leptonenzahl..... (nicht signierter Beitrag von 193.54.238.42 (Diskussion) 21:47, 13. Dez. 2008)

Ich stimme Benutzer:193.54.238.42 zu und sehe da einigen Überarbeitungsbedarf. Der Bezug zur Elementarteilchenphysik wird zwar in der Einleitung hergestellt, aber danach wird nur noch von Quantenzahlen des Elektrons gesprochen. Als Beispiel ist das ja nicht schlecht, aber es sollten dann auch die weiteren Quantenzahlen erwähnt werden, die man etwa für die Beschreibung eines Quarkzustands benötigt, und möglichst auch warum sie eingeführt wurden. -- Macumbaa 15:54, 2. Mär. 2009 (CET)