Die Stärke einer Drehung wird in der Physik als Drehimpuls bezeichnet. Dabei hängt der Drehimpuls nicht nur von der Rotations-Geschwindigkeit, sondern auch von Masse, Form und Größe des Objekts und von der Rotationsachse ab.
Der Drehimpuls eines Objektes wird in Bezug auf einen ausgezeichneten Punkt definiert. Dieser Punkt kann ein fester Drehpunkt sein (z.B. der Nagel, an dem ein Bild aufgehängt wird). Es kann aber auch der Schwerpunkt des gesamten Objekts sein (Ein Kreisel rotiert um seinen Schwerpunkt).
In der Astronomie ist der Drehimpuls wichtig, um die Bewegung der Planeten zu beschreiben. Die Erde besitzt zum einen einen Drehimpuls um die Sonne (dem Schwerpunkt des Sonnensystems) zum anderen dreht sie sich um ihren eigenen Schwerpunkt. Sie hat also einen Bahndrehimpuls, der die Kreisbahn um die Sonne beschreibt, und einen Eigendrehimpuls der die Kreiselbewegung um ihren Schwerpunkt beschreibt.
Auf den Vergleich von Drehimpulsen in der Atomphysik mit den Drehimpulsen der Astronomie basiert das Bohrsche Atommodell. Dabei entspricht der Spin der Elektronen dem Eigendrehimpuls. Die Beobachtungen der Atome zeigen, dass Spin und Bahndrehimpuls quantisiert sind.
Der Bahndrehimpuls ist sowohl in der Größe, als auch in der Richtung quantisiert. Diese doppelte Quantisierung führt zum Orbitalmodell der Atome. Verschiedenen Orbitale s, p, d und f entsprechen null, ein, zwei und drei Drehimpulsquanten. Weil das s-Orbital keinen Bahndrehimpuls hat, kann man auch keine Richtung angeben, es lässt sich nicht weiter teilen. Das p-Orbital hat dagegen ein Drehimpulsquant, das drei unterschiedliche Zustände der Richtung annehmen kann. Es gibt also drei p-Orbitale mit unterschiedlichen Drehimpulsrichtungen, die eine Unterschale im Schalenmodell bilden. Die zwei Drehimpulsquanten des d-Orbitals können sogar fünf Richtungszustände annehmen. Die Folgende Tabelle fasst die Zahlen noch einmal zusammen:
| Orbital | Zahl der Drehimpulsquanten |
Zahl der Richtungszustände (Orbitale in der Unterschale) |
Elektonen pro Unterschale (zwei pro Orbital) |
| s | 0 | 1 | 2 |
| p | 1 | 3 | 6 |
| d | 2 | 5 | 10 |
| f | 3 | 7 | 14 |
| g | 4 | 9 | 18 |
| h | 5 | 11 | 22 |
Diese Zahlenreihe bildet auch die Grundlage für die Einteilung der Elemente im Periodensystem der Elemente.
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Letzte Änderung: 27.08.2011