英语翻译：

【化】 orbital angular momentum

相关词条：

1.orbitalangularmomentum  2.orbitalmoment  

分词翻译：

轨的英语翻译：

course; orbit; rail; track
【计】 orbiting laboratory

道的英语翻译：

path; road; doctrine; Tao; say; talk; way; method
【医】 canal; canales; canalis; meatus; passage; path; pathway; tract; tractus
viae

角动量的英语翻译：

【化】 angular momentum
【医】 moment of momentum

专业解析

轨道角动量（Orbital Angular Momentum）是量子力学和原子物理学中描述粒子（如电子）围绕某点（如原子核）作轨道运动时所具有的角动量。其英文术语为Orbital Angular Momentum。

在量子力学框架下，轨道角动量具有以下核心特征：

1. 量子化特性：与经典角动量不同，轨道角动量是量子化的。其大小由角量子数 ( l ) 决定： $$ L = hbar sqrt{l(l+1)} $$ 其中：

   • ( L ) 是轨道角动量的大小，
   • ( hbar ) 是约化普朗克常数（( hbar = h / 2pi )），
   • ( l ) 是角量子数（或称轨道角动量量子数），取值为非负整数（( l = 0, 1, 2, 3, ldots )），对应于不同的电子亚层（s, p, d, f, ...）。

2. 空间取向量子化：轨道角动量在空间特定方向（如外磁场方向）上的投影 ( L_z ) 也是量子化的，由磁量子数 ( m_l ) 决定： $$ L_z = m_l hbar $$ 其中 ( m_l ) 是磁量子数，取值范围为 ( -l, -l+1, ldots, 0, ldots, l-1, l )，共 ( 2l + 1 ) 个可能取值。这表示轨道角动量在空间有特定的、离散的取向。

3. 与轨道形状关联：角量子数 ( l ) 直接决定了电子轨道（原子轨道）的形状和对称性。例如：

   • ( l = 0 ) (s 轨道)：球形对称。
   • ( l = 1 ) (p 轨道)：哑铃形。
   • ( l = 2 ) (d 轨道)：花瓣形等。

4. 物理意义：轨道角动量是粒子空间运动状态（轨道）的固有属性，反映了其绕核运动的“旋转”特性（尽管在量子力学中并非经典意义上的圆周运动）。它在决定原子的能级结构、光谱特性（如塞曼效应、斯塔克效应）以及化学键的形成等方面起着至关重要的作用。

权威参考资料：

• Griffiths, D. J. (2005). Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.). Pearson Prentice Hall. (标准量子力学教材，详细阐述角动量理论)
• American Physical Society (APS) - Physics Topics: Angular Momentum. (美国物理学会提供的物理学主题资源)(注：此为APS历史专栏示例链接，更精确的科普或教育页面链接需根据其官网实时内容确定，此处保留来源名称)
• Messiah, A. (1999). Quantum Mechanics (Dover ed.). Dover Publications. (经典量子力学专著，深入讨论角动量算符和本征值问题)
• arXiv e-Print Archive. (搜索关键词 "orbital angular momentum quantum mechanics" 可找到大量最新研究论文和综述).

网络扩展解释

轨道角动量是描述物体绕某一轴旋转或沿轨道运动时具有的角动量，其核心概念可分为以下几个方面：

1.基本定义

• 经典力学定义：在经典物理中，轨道角动量表示为物体位置矢量（( mathbf{r} )）与动量（( mathbf{p} )）的叉乘，即公式为： $$ mathbf{L} = mathbf{r} times mathbf{p} $$ 其中，( mathbf{p} = mmathbf{v} )。这适用于宏观物体的旋转或绕中心力场的运动（如行星绕太阳公转）。
• 量子力学定义：在量子体系中，轨道角动量对应算符 ( mathbf{L} = mathbf{x} times mathbf{p} )，其量子化特性表现为角动量量子数 ( l )（取值为整数），并与空间转动对称性密切相关。

2.物理意义

• 守恒性：在无外力矩的系统中（如天体运动），轨道角动量守恒。
• 矢量性：方向由右手定则确定，垂直于运动平面，大小与质量、速度及到轴的距离相关。
• 量子特性：在量子力学中，轨道角动量与波函数的角度部分相关，导致能级分裂等现象（如原子轨道）。

3.光学领域的扩展

在光学中，轨道角动量（OAM）与光波的螺旋相位结构相关。例如，具有螺旋波前的光束（如拉盖尔-高斯光束）携带OAM，每个光子可具有 ( lhbar ) 的角动量（( l )为拓扑荷数）。这种特性被用于光通信、粒子操控等领域。

4.与自旋角动量的区别

• 轨道角动量：源于空间运动（如绕轴旋转或轨道运动），可通过外部条件（如路径、相位调制）改变。
• 自旋角动量：是粒子内禀属性（如光子偏振、电子自旋），与空间运动无关。

5.应用与实例

• 天体物理：行星公转角动量守恒解释了开普勒第二定律。
• 量子技术：原子能级计算、分子光谱分析依赖轨道角动量量子化。
• 光通信：利用OAM实现多路复用，提升传输容量。

通过上述分析可见，轨道角动量是贯穿经典到量子体系、宏观到微观的重要物理量，其定义和应用随研究尺度与领域的不同而扩展。

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