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Le moment cinétique orbital est un concept de la mécanique quantique. C'est un cas particulier de moment cinétique quantique.

Sommaire

Analogies avec la mécanique classiqueModifier

Le moment cinétique orbital correspond à la rotation d'une particule autour d'un noyau, comme la rotation d'un électron autour d'un noyau dans un atome.

On différencie le moment cinétique orbital du moment cinétique intrinsèque, interprétable par la rotation d'une particule élémentaire sur elle-même (on parle de spin de l'électron, par exemple).

Tout moment cinétique est quantifié en mécanique quantique (voir l'article moment cinétique quantique), c’est-à-dire que le moment cinétique ne peut prendre que des valeurs discrètes bien précises. C'est une des propriétés fondamentales de la théorie quantique.

Formules et formalisme quantiqueModifier

L'opérateur de moment cinétique orbital est noté   et on le définit par la relation suivante (analogue à celle de la mécanique classique) :

  représentant un produit vectoriel.

  est l'opérateur position et   l'opérateur impulsion, qui a pour composantes cartésiennes en représentation position :

  •  
  •  
  •  

En représentation position, les composantes cartésiennes de l'opérateur   sont simplement :

  •  
  •  
  •  

D'après ces définitions, les composantes cartésiennes de l'opérateur de moment cinétique orbital s'écrivent :

  •  
  •  
  •  

On peut alors calculer les commutateurs de  ,   et   :

  •  
  •  
  •  

Moment cinétique totalModifier

L'opérateur de moment cinétique total noté   est la somme vectorielle de l'opérateur de moment cinétique orbital noté   et de l'opérateur de spin (moment cinétique intrinsèque) noté  .

 

Voir aussiModifier