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泡利原理和泡利不相容原理

泡利原理,也稱為泡利不相容原理,是微觀粒子運動的基本規律之一,首次由奧地利物理學家沃爾夫岡·泡利於1925年提出。

這個原理指出,在費米子(自旋為半整數的粒子)組成的系統中,不能有兩個或兩個以上的粒子處於完全相同的狀態,在原子中,一個電子的狀態由四個量子數(主量子數n、角量子數l、磁量子數ml、自旋磁量子數ms)完全確定。因此,泡利不相容原理在原子中的表現為,同一個原子軌道上最多可以容納兩個電子,且這兩個電子的自旋方向必須相反。這一原理不僅適用於電子,也適用於其他費米子,如質子和中子等。相反,玻色子(自旋為整數的粒子)則不受這一原理的限制。

泡利不相容原理是理解元素周期表化學鍵合、以及電子在原子中的排布等眾多自然現象的關鍵。