Спиново квантово число

Спиновото квантово число е квантово число, което параметризира собствения момент на импулса (спина) на дадена елементарна частица. Спиновото квантово число, заедно с останалите квантови числа, описва изцяло квантовото състояние на електрона. Обозначава се с Шаблон:Mvar и описва енергията, формата и ориентацията на атомните орбитали.

На една и съща орбитала и с една и съща енергия могат да се намират два електрона, които се различават по своите спинове. Има две възможни стойности за спина на електрона: Шаблон:Mvar = +1/2 и Шаблон:Mvar = -1/2. Двете състояния се различават по собствения магнитен момент на електрона.

Извеждане

Като решение на определено частно диференциално уравнение, квантуваният момент на импулса може да се запише като:

$\Vert 𝐬\Vert =\sqrt{s(s+1)}\hslash$

където

$𝐬$ е квантувания вектор на спина;

$\Vert 𝐬\Vert$ е нормата на вектора на спина;

$s$ е спиновото квантово число, свързано с момента на импулса;

$\hslash$ е редуцираната константа на Планк.

При произволна посока z (обикновено определяна от външно магнитно поле), спиновата z-проекция е:

$s_z=m_s\hslash$

където Шаблон:Mvar_{Шаблон:Mvar} е вторичното спиново квантово число, от −Шаблон:Mvar до +Шаблон:Mvar на стъпки по единица. Оттук се получават Шаблон:Math различни стойности за Шаблон:Mvar_{Шаблон:Mvar}.

Позволените стойности за s са неотрицателни цели или полуцели числа. Фермионите (електрони, протони, неутрони) имат полуцели числа за стойности, докато бозоните (фотони, мезони) имат цели числа за стойности.

Съществуването на спиново квантово число за пръв път е предположено през 1925 г. от Волфганг Паули