内量子數英文解釋翻譯、内量子數的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 inner quantum number; magnetic spin quantum number

分詞翻譯：

内的英語翻譯：

inner; inside; within
【醫】 end-; endo-; ento-; in-; intra-

量子數的英語翻譯：

【計】 quantum number
【化】 quantum number

專業解析

内量子數 (Internal Quantum Number) 在量子力學和原子物理學中是一個核心概念，指代總角動量量子數 (Total Angular Momentum Quantum Number)，通常用符號J 表示。它描述了原子或離子中電子（或多個電子）的總角動量的大小和空間量子化狀态。

物理意義詳解：

定義與來源：内量子數J 表征的是電子（或電子體系）的總角動量的量子化。這個總角動量是由電子的軌道角動量 (L) 和自旋角動量 (S) 通過矢量耦合而成的。在L-S 耦合（羅素-桑德斯耦合）方案下，這是最常用的耦合方式，總角動量量子數 J 的取值範圍由 L 和 S 決定： $$ J = |L - S|, |L - S| + 1, ..., L + S $$ 其中 L 是總軌道角動量量子數，S 是總自旋角動量量子數。J 的取值必須是整數或半整數（取決于 S 是整數還是半整數），且相鄰值相差 1。
量子化與空間取向：總角動量矢量J 的大小由 J 決定： $$ |mathbf{J}| = hbar sqrt{J(J+1)} $$ 其中 $hbar$ 是約化普朗克常數。總角動量在空間特定方向（如外磁場方向）的分量J_z 也是量子化的： $$ J_z = m_J hbar $$ 其中磁量子數 m_J 的取值範圍是： $$ m_J = -J, -J+1, ..., J-1, J $$ 共有2J+1 個可能的取值，對應總角動量在空間的不同量子化取向。
在原子态标識中的作用：内量子數 J 是完整标識一個原子能态（光譜項）的關鍵量子數之一。一個原子态通常用光譜項符號表示： $$ ^{2S+1}L_J $$ 其中：
- $^{2S+1}$ 稱為多重态符號，表示能态的多重性（單重态、雙重态、三重态等）。
- L 用字母表示（S, P, D, F... 對應 L=0, 1, 2, 3...）。
- J 就是内量子數，寫在右下角。例如，鈉原子基态的光譜項是 $S_{1/2}$，表示 S=1/2 (雙重态)，L=0 (S态)，J=1/2。
重要性與應用：
- 能級精細結構：具有相同 L 和 S 但不同 J 的能态（即同一光譜項的不同 J 值）具有略微不同的能量，這導緻了原子光譜線的精細結構。J 的不同直接反映了自旋-軌道相互作用能量的差異。
- 塞曼效應與斯塔克效應：在外磁場（塞曼效應）或強電場（斯塔克效應）中，一個具有特定 J 的能級會分裂成2J+1 個子能級，對應于不同的 m_J 值。J 決定了分裂的子能級數目。
- 選擇定則：原子能級之間的躍遷（發光或吸收）受到選擇定則的限制，其中一條重要的定則涉及 J 的變化：$Delta J = 0, pm 1$ (但 J=0 到 J=0 的躍遷是禁戒的)。這決定了哪些光譜線是允許出現的。

内量子數 (J) 是描述原子或離子中電子總角動量（軌道角動量與自旋角動量的矢量和）的量子數。它決定了總角動量的大小、空間量子化取向的數量（2J+1），是标識原子精細結構能态 ($^{2S+1}L_J$) 的核心參數，并在原子光譜的精細結構、塞曼分裂等現象以及躍遷選擇定則中起着至關重要的作用。

參考來源：

量子力學教材（如 Cohen-Tannoudji, Griffiths, 或曾謹言）
原子物理學教材（如 Foot, 或褚聖麟）
專業線上資源（如 HyperPhysics 量子力學部分 - 注：因無法驗證實時鍊接有效性，此處僅說明來源類型）

網絡擴展解釋

内量子數是原子物理學中描述原子能級結構的重要參數，其定義和特性如下：

基本定義
内量子數（通常用符號$J$表示）是原子中所有價電子的總軌道角動量量子數$L$與總自旋角動量量子數$S$的矢量和，即
$$ J = L + S $$
它反映了軌道磁矩與自旋磁矩的相互作用對原子能級的影響。
取值範圍
$J$的可能取值為從$L+S$到$|L-S|$的整數序列，具體分為兩種情況：
- 若$L geq S$，則$J$共有$(2S+1)$個可能的取值；
- 若$L < S$，則$J$共有$(2L+1)$個可能的取值。
物理意義
内量子數決定了原子能級的精細結構，例如在磁場中能級分裂（塞曼效應）時，$J$的不同取值對應不同的能級分層。這一參數在光譜分析和量子力學計算中具有關鍵作用。
補充說明
英文術語為inner quantum number，常見于量子力學文獻中。實際應用中，$J$的取值需結合原子具體電子組态分析。