Правила відбору

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Правилами відбору в спектроскопії називають обмеження й заборони на переходи між рівнями квантомеханічної системи з поглинанням чи випромінювання фотона, накладені законами збереження й симетрією.

Дипольні та мультипольні переходи[ред.ред. код]

Оптичні переходи між рівнями квантовомеханічної системи класифікують за мультипольністю: дипольні переходи, квадрупольні переходи, октупольні переходи і т.д. Здебільшого дипольні переходи набато ймовірніші за квадрупольні, квадрупольні за октупольні - чим вища мультипольність, тим слабше квантовомеханічна система взаємодіє зі світлом. Проте у випадку, коли матричний елемент дипольного переходу дорівнює нулю, спостерігаються й переходи вищої мультипольності.

Матричний елемент дипольного переходу визначається як  - \langle f|e\mathbf{r}|i \rangle , де  |i \rangle хвильова функція початкового стану системи, а  |f \rangle - хвильова функція кінцевого стану системи в позначеннях кет і бра-векторів, e - заряд електрона, а \mathbf{r} - радіус вектор.

Переходи між рівнями називаються дозволеними переходами, якщо матричний елемент дипольного переходу відмінний від нуля. В цьому випадку спектральні лінії інтенсивні.

Переходи між рівнями називаютьс забороненими переходами, якщо матричний елемент дипольного переходу дорівнює нулю. Незважаючи на назву, заборонені переходи можуть відбуватися за рахунок вищих мультиполів чи при наявності третіх тіл. Їхня спектральна інтенсивнівність менша.

Гармонічний осцилятор[ред.ред. код]

Дозволені переходи гармонічного осцилятора задовільняють правилу відбору:

 n_f = n_i \pm 1 ,

де nf та ni - квантові числа кінцевого й початкового стану, відповідно. Тобто, переходи можуть відбуватися тільки між сусідніми станами. Зважаючи на те, що стани гармонічного осцилятора еквадистантні, це призводить до існування у спектрі випромінювання чи поглинання єдиної лінії.

Магнітне квантове число[ред.ред. код]

Для магнітного квантового числа

 \Delta m = 0, \pm 1 .

Світло, яке випромінюється при переході з  \Delta m = 0 - лінійно поляризоване. При переходах з  \Delta m =  \pm 1 випромінюється циркулярно поляризване світло.

Квантове число повного моменту[ред.ред. код]

Для квантового числа повного моменту багатоелектронної системи

 \Delta J = 0, \pm 1 .

Крім того заборонені переходи між станами, в яких обидва квантові числа повного моменту дорівнюють нулю.

Орбітальне квантове число[ред.ред. код]

Для орбітального квантового числа

 \Delta L = \pm 1 .

Джерела[ред.ред. код]

  • Білий М.У. (1973). Атомна фізика. Київ: Вища школа. 


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.