Орбитальный момент
Орбита́льный моме́нт, динамическая характеристика движения частицы или механической системы. Орбитальный момент механической системы в классической механике называется моментом количества движения (кинетическим моментом). Для частицы, совершающей движение в сферически симметричном поле, орбитальный момент (угловой момент, момент импульса) равен векторному произведению радиус-вектора частицы на её импульс Для замкнутой системы частиц полный угловой момент является интегралом движения (т. е. сохраняется по величине и направлению, что следует из изотропности пространства) и определяется как где – число частиц системы. Частица, движущаяся во внешнем поле, не образует замкнутой системы, однако в случае сферически симметричного внешнего поля её угловой момент также является сохраняющейся величиной.
В квантовой механике орбитальный момент частицы, движущейся в сферически симметричном поле, описывается оператором собственное значение квадрата которого равно где – орбитальное квантовое число частицы, – постоянная Планка. Системы со сферически симметричным потенциалом обладают собственными волновыми функциями, являющимися также собственными функциями оператора орбитального момента, что соответствует сохранению величины
Орбитальный момент частицы и орбитальное квантовое число применяют для классификации состояний квантовой системы, например для описания структуры электронных оболочек атома. Каждый электрон атома движется в потенциальном поле, близком к сферически симметричному (в водороде и водородоподобных ионах это поле полностью сферически симметрично), что даёт возможность классифицировать состояния атома на основе квантовомеханических схем сложения орбитальных моментов электронов, входящих в его состав.