Richtungsquantelung oder Richtungsquantisierung ist die Tatsache, dass der Winkel
Die Zustände mit wohldefiniertem Winkel zwischen dem Drehimpuls und einer ausgezeichneten Achse, der Quantisierungsachse, werden auch als an der Achse ausgerichtet bezeichnet.
Betroffen sind u. a.
Bei einem Gesamtdrehimpuls
Darin ist
Die möglichen Winkel
Sie liegen symmetrisch zu 90°. Weil dabei 0° und 180° ausgeschlossen sind, wird stattdessen oft der Drehimpuls in den beiden Zuständen mit maximaler Komponente (
Die zur Achse senkrechte Komponente des Drehimpulses ist in ausgerichteten Zuständen in ihrer Richtung nicht weiter festgelegt, vielmehr sind alle Richtungen (senkrecht zur Achse) gleich wahrscheinlich. Jedoch lassen sich aus den
Die Richtungsquantelung wurde 1916 im Rahmen des Bohr-Sommerfeldschen Atommodells theoretisch vorhergesagt. Sie erlaubt die quantenphysikalische Deutung der Aufspaltung der Energieniveaus im Magnetfeld, wie sie beim Zeeman-Effekt beobachtet wird. Direkt beobachtet wurde die Richtungsquantelung zuerst 1922 durch magnetische Ablenkung von Silberatomen mit verschieden orientierten Drehimpulsen im Stern-Gerlach-Experiment.
In beiden Fällen entsprechen die Quantenzahlen