W mechanice kwantowej The magnetyczne liczbą kwantową , znany m ℓ , zwany również trzeciorzędowe liczbą kwantową , jest jednym z czterech liczb kwantowych opisujących stan kwantową danego elektronów w atomie . Jest to liczba całkowita powiązana z azymutalną liczbą kwantową ℓ zależnością: - ℓ ≤ m ℓ ≤ ℓ . Odpowiada to występ na orbitalnej kątowego pędu elektronu na osi kwantyzacji i rozróżnia orbitali atomowych ciągu podpowłok elektronicznych . Wartość rzutu L z momentu pędu L na osi kwantyzacji jest warta:
L z = m ℓ ℏgdzie ℏ jest zredukowaną stałą Plancka . Każda podwarstwa zawiera zatem 2 ℓ + 1 orbitale atomowe: orbitalną warstwę podrzędną s ( ℓ = 0 ), trzy orbitalną podwarstwę typu p ( ℓ = 1 ), pięć orbitalnych podwarstw typu d ( ℓ = 2 ) itp. Została wprowadzona po odkryciu efektu zeemanowskiej w celu uwzględnienia uwalniania degeneracji orbitali w obecności pola magnetycznego, odpowiedzialnych za struktury nadsubtelnym w widmie atomu wodoru .
Magnetyczna liczba kwantowa m ℓ jest związana z kierunkiem wektora pędu elektronu. Wpływa tylko na energię elektronu w obecności pola magnetycznego, ponieważ przy braku takiego pola wszystkie sferyczne harmoniczne odpowiadające różnym wartościom m ℓ są równoważne. To jest powód, dla którego nazywa się to magnetyczną liczbą kwantową . Zastosowanie zewnętrznego pola magnetycznego indukuje zatem inną zmianę energii między orbitaliami atomowymi tej samej podwarstwy elektronowej w funkcji liczby m ℓ , która jest źródłem efektu Zeemana.
Całkowity moment pędu J elektronu obejmuje jego magnetyczną liczbę kwantową m ℓ oraz jego magnetyczną liczbę kwantową spinu m s , czyli sumę tych dwóch liczb, która daje całkowitą liczbę kwantową pędu m j . W obecności pola magnetycznego całkowity moment magnetyczny elektronu wywiera parę Γ, która ma tendencję do obracania wektora J wokół wektora B tego pola zgodnie z iloczynem wektorowym Γ = γ J ∧ B , gdzie γ jest żyromagnetycznym stosunek ; zjawisko to nazywane jest precesją Larmora i jest wykorzystywane np. w NMR , MRI czy nawet w CSR .
Model wektorowy liczby m ℓ dla azymutalnej liczby kwantowej ℓ = 2 .
Reprezentacji wektora całkowitego pędu J = L + S .