
【化】 good quantum number
good; fine; kind; nice; well; all right; be in good health; can; may; O.K.
so as to; so that
【医】 eu-
【计】 quantum number
【化】 quantum number
好量子数(Good Quantum Number)是量子力学中描述系统在特定对称性操作下保持守恒的物理量,其数值在时间演化或相互作用过程中保持不变。这一概念与对称性破缺和守恒定律密切相关,常用于粒子物理、原子光谱分析等领域。
1. 数学定义与守恒特性
在哈密顿量对称性框架下,若物理量Q满足对易关系$[H,Q]=0$,则Q对应的量子数为好量子数。例如在中心力场中,轨道角动量量子数$l$因满足$[H,L]=0$而守恒。该性质使得能级劈裂和跃迁选择定则的预测成为可能。
2. 典型应用场景
3. 与非守恒量的对比
弱相互作用中同位旋不守恒,此时同位旋退化为"坏量子数"。这种对称性破缺现象可通过幺正变换理论量化描述,反映不同能标下有效理论的适用范围(参考:《量子力学原理》曾谨言著)。
4. 实验验证方法
通过测量粒子反应截面的分支比或原子光谱精细结构,可验证量子数守恒性。例如π介子衰变过程中同位旋守恒性实验(Physical Review Letters, 1968)。
好量子数是量子力学中的重要概念,其核心含义与守恒量和对称性密切相关。以下为详细解释:
好量子数对应守恒的物理量,即该物理量的算符与系统的哈密顿量对易。例如,若算符( hat{O} )满足( [hat{H}, hat{O}] = 0 ),则其对应的量子数为好量子数。这意味着该物理量在时间演化中保持不变,如能量、动量等。
所有量子数(如( n, l, m ))用于标记量子态,但只有与守恒量对应的才是“好”量子数。例如,自旋量子数( s )是否为好量子数,取决于自旋轨道耦合是否存在。
好量子数是系统对称性和守恒律的体现,既是理论分析的工具(如简化模型),也是实验观测的依据(如光谱分裂)。理解这一概念需结合对称性、算符对易性及具体物理场景。
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