se há uma onda de probabilidades onde um eletron pode estar ao redor do nucleo, como e possivel saber que existem orbitais definidos em que eles estao com seus numeros quanticos?

Isso é uma consequência da Mecânica Quântica, confirmada pela observação das grandezas mensuráveis que podem ser calculadas com base na consideração de sua existência. Leia esse artigo (mas leia todo ele mesmo), bem como os demais que ele menciona no item "See also":
https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_orbital