|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Вырождение | Вырождение (далее В) в квантовой механике, заключается в том, что некоторая величина f, описывающая физическую систему ( молекулу и т.п.) имеет одинаковое значение для различных состояний системы. Число таких различных состояний, которым отвечает одно и то же значение f, называется кратностью В данной величины.
Чаще всего в квантовой механике имеют дело с В уровней энергии системы, когда система имеет определенное значение энергии, но при этом может находиться в нескольких различных состояниях. Например, для свободной частицы существует бесконечно-кратное В по энергии: энергия частицы определяется лишь численным значением импульса, направление же импульса может быть любым (т. е. может быть выбрано бесконечным числом способов). В данном примере явственно проявляется связь между В и физической симметрией системы - здесь эта симметрия есть равноправие всех направлений в пространстве.
При движении частицы во внешнем поле В существенно связано со структурой этого поля, с тем, какими свойствами симметрии оно обладает. Если поле сферически симметрично, т. е. если в поле сохраняется равноправие направлений, то направления орбитального момента количества движения, момента и спина частицы (например, электрона в не могут влиять на значение энергии ( Следовательно, и здесь существует В по энергии. Однако, если поместить такую систему в поле , то направление момента m начинает сказываться на значении энергии; совпадавшие прежде значения энергии различных состоянии (с разными направлениями m) оказываются теперь различными: вследствие взаимодействия момента частицы с этим полем частица получает дополнительную энергию m, значение которой зависит от взаимной ориентации момента и поля (m - проекция m на направление поля Н, которая в квантовой механике может принимать лишь дискретный ряд значений). Происходит "расщепление" энергетических уровней, т. е. снятие В, полное или частичное (когда кратность В лишь уменьшается) - это зависит от конкретных условий. Расщепление уровней ( молекул, в поле называется Зеемана явлением. Расщепление уровней может происходить и во внешнем электрическом поле (Штарка явление).
Таким образом, снятие В обусловлено "включением" подходящих взаимодействий. Так как наличие В говорит о существовании в системе некоторых симметрий, то снятие В происходит при таком изменении физических условий, в которых находится система, когда порядок этих симметрий понижается. В приведенном выше примере система первоначально обладала сферической симметрией (в ней не было выделенных направлений); включение внешнего постоянного поля выделило направление - направление поля, симметрия системы понизилась и стала осевой (аксиальной), т. е. симметрией относительно оси, направленной вдоль поля.
Если включение взаимодействия приводит к понижению симметрии и снятию В, то верно и обратное утверждение: при "выключении" взаимодействия будет происходить повышение симметрии системы и появление В Это важно для классификации элементарных частиц. Например, если пренебречь электромагнитными (и слабыми) взаимодействиями ("выключить" их), то свойства нейтрона и протона оказываются одинаковыми и их можно рассматривать как два различных (зарядовых, т. е. отличающихся лишь электрическим зарядом) состояния одной частицы - нуклона. Следовательно, состояние нуклона в этом случае двукратно вырождено.
Лит. см. при статьях Квантовая механика, Атом.
В И. Григорьев, В Д. Кукин. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
