主量子數

在原子物理學中 ， 主量子數  是表示原子軌域的量子數的其中一種 （ 其他還包括角量子數 、 磁量子數和自旋量子數 ） ， 用小寫拉丁字母表示 。 主量子數只能是正整數值 。 當主量子數增加時 ， 軌域範圍變大 ， 原子的外層電子將處於更高的能量值 ， 因此受到原子核的束縛更小 。 這是波爾模型引入的唯一一個量子數 。 根據不同量子數可導致電子有不同能量值 ， 稱爲能階 ， 且這些能量值呈離散分佈 ， 任兩階之間沒有過度變化 ， 故電子在不同能量間跳躍轉換時 ， 其能量變化不連續 。 作爲類比 ， 我們可以先想象一個附載電梯的多樓層建築 。 這個建築具有整數的樓層數 ， 電梯只能停在某一層樓 ， 而不能停在兩層的中間 。 此外 ， 電梯只能移動整數個層高 （ 假定電梯正常工作 ） 。 我們可以把樓層的層數和主量子數相類比 ， 樓層數或主量子數越大 ， 所具有的勢能越大 。 不過以樓層作類比無法完整呈現電子能階的獨特性質 ： 上述電梯樓層類比中 ， 勢能爲重力勢能 ； 但在原子軌域中的勢能則是原子與電子之間電磁力作用所產生的電勢能 。 電梯雖然只能停在整數層 ， 但仍然可以連續地經過兩層樓之間的位置 ； 電子並非逐漸 、 連續地經過兩個能階之間的位置 ， 而是改變軌域形狀 。 電梯運動受機械結構約束 ； 而原子軌道理論涉及的行爲受制於最基本的物理規律 。