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Les nombres quantiques sont des nombres intervenant en mécanique quantiquemécanique quantique pour caractériser l'état des systèmes physiquesphysiques.

En mécanique quantique, il apparaît en effet une structure discontinue à la place d'une structure continue pour bon nombre de grandeurs physiques. C'est le cas notamment de l'énergieénergie et du moment cinétiquemoment cinétique orbital ou encore de spinspin.

Dans le cas de l'atome de Bohratome de Bohr, les niveaux d'énergies associés aux électronsélectrons forment des séries discrètes en liaison avec des nombres entiers. De même, le moment cinétique de ce type d'atome ne peut pas varier continument, en orientation et en valeur, dans l'espace et il intervient là aussi des nombres entiers.

Les études spectroscopiques ont montré qu'il existait une structure fine dans le spectrespectre de l'atome d'hydrogènehydrogène faisant intervenir des sous-niveaux d'énergies par rapport aux niveaux d'énergies principaux. Là aussi, la caractérisation de ces niveaux par des formules fait intervenir une série discrète de nombres liée à des valeurs demi-entières.

Ces nombres ont été baptisés des nombres quantiques et la terminologie est restée pour d’autres nombres formant des ensembles discrets et caractérisant des états quantiques de systèmes physiques. C'est le cas des nombres baryonique, leptonique et d'isospin ou encore d'étrangeté par exemple dans le monde des particules élémentairesparticules élémentaires.

Le nombre n intervenant dans la formule de Balmerformule de Balmer

Image du site Futura Sciences

de l'atome de Bohr est appelé le nombre quantique principalnombre quantique principal et les nombres demi-entiers caractérisant les niveaux d'énergies fins sont en fait des nombres liés au moment cinétique intrinsèque de l'électron, le spin.