理論的根拠:
* bohrモデル: 最も初期の手がかりの1つは、ニールズボーアの原子モデルから来ました。彼は、電子が原子内の特定の量子化されたエネルギーレベルのみを占めることができると仮定し、それが彼らの角運動量も量子化されたという考えにつながった。
* シュレディンガー方程式: 量子力学の基礎であるシュレディンガー方程式は、結合粒子の波動関数の溶液(原子の電子のような)は、角運動量の特定の離散値に対してのみ可能であると予測しています。
* 量子演算子: 量子力学では、角運動量のような物理的量は演算子によって表されます。これらの演算子には特定の固有値があり、これらはその量に対して測定できる量子化された値です。角運動量演算子には、プランク定数が減少した倍数(ħ)の固有値があります。
実験的証拠:
* 原子スペクトル: 原子排出と吸収で観察される離散スペクトル系統は、量子化されたエネルギーレベルの直接的な証拠であり、これは量子化された角運動量を意味します。
* スターンガラッハ実験: この実験は、銀原子のビームが不均一磁場を通過するときに2つの異なるビームに分割されたことを示すことにより、角運動量(特に角角運動量を特に紡ぐ)の量子化を実証しました。
* 量子ホール効果: 2次元電子システムで観察されるこの現象は、異なる文脈で角運動量の量子化の証拠を提供します。
キーポイント:
* 角運動量の量子化: バインドされたシステム内の粒子の角運動量は量子化されているため、離散値を引き受けることしかできません。
* スピン角運動量: 軌道角運動量(粒子の動きによる)に加えて、粒子にはスピンと呼ばれる固有の角運動量もあります。スピンも量子化されています。
* プランク定数: 角運動量の量子化は、量子力学の基本定数であるプランク定数(hまたはħ)に直接関連しています。
概要:
純粋に演ductive的な意味での角運動量の量子化を直接「証明」することはできませんが、その存在は量子力学の基礎であり、広範な理論的予測と実験的観察によってサポートされています。 これは、原子および亜原子スケールの宇宙の基本的な特性です。