În mecanica cuantică , numărul cuantic magnetic , notat m ℓ , numit și numărul cuantic terțiar , este unul dintre cele patru numere cuantice care descriu starea cuantică a unui electron într-un atom . Este un număr întreg legat de numărul cuantic azimutal ℓ prin relația: - ℓ ≤ m ℓ ≤ ℓ . Aceasta corespunde proiecției de orbital unghiular impuls al electronului pe axa cuantizare, și distinge orbitali atomici in cadrul subshell electronice . Proiecția L z a momentului unghiular L pe axa de cuantificare merită:
L z = m ℓ ℏunde ℏ este constanta de Planck redusă . Fiecare substrat conține astfel 2 ℓ + 1 orbitali atomici: un sub-tip orbital strat s ( ℓ = 0 ), trei substrat orbital tip p ( ℓ = 1 ), cinci substrat orbital tip d ( ℓ = 2 ), etc. Acesta a fost introdus în urma descoperirii efectului Zeeman, pentru a contabiliza eliberarea degenerării orbitalilor în prezența unui câmp magnetic responsabil pentru structura hiperfină a spectrului atomului de hidrogen .
Numărul cuantic magnetic m ℓ este legat de direcția vectorului momentului unghiular al electronului. Afectează energia electronului doar în prezența unui câmp magnetic, deoarece, în absența unui astfel de câmp, toate armonicele sferice corespunzătoare diferitelor valori ale m ℓ sunt echivalente. Acesta este motivul pentru care se numește număr cuantic magnetic . Aplicarea unui câmp magnetic extern induce astfel o variație diferită de energie între orbitalii atomici ai aceluiași substrat electronic în funcție de numărul m ℓ , care se află la originea efectului Zeeman.
Momentul unghiular total J al electronului implică numărul său cuantic magnetic m ℓ, precum și numărul său cuantic magnetic de spin m s , suma acestor două numere oferind numărul cuantic total al momentului unghiular m j . În prezența unui câmp magnetic, momentul magnetic total al electronului exercită un cuplu Γ care tinde să rotească vectorul J în jurul vectorului B al acestui câmp în funcție de produsul vector Γ = γ J ∧ B , unde γ este giromagnetic raport ; acest fenomen se numește precesiune Larmor și este utilizat de exemplu în RMN , RMN sau chiar în CSR .
Model vectorial al numărului m ℓ pentru numărul cuantic azimutal ℓ = 2 .
Reprezentarea vectorială a momentului unghiular total J = L + S .