Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Отбора правила

Отбора правила (далее О) правила, определяющие возможные квантовые переходы для молекул, ядер, взаимодействующих элементарных частиц и др. О устанавливают, какие квантовые переходы разрешены (вероятность перехода велика) и какие запрещены - строго (вероятность перехода равна нулю) или приближенно (вероятность перехода мала); соответственно О разделяют на строгие и приближенные. При характеристике состояний системы с помощью квантовых чисел О определяют возможные изменения этих чисел при переходе рассматриваемого типа.

  О связаны с симметрией квантовых систем, т. е. с неизменностью (инвариантностью) их свойств при определенных преобразованиях, в частности координат и времени, и с соответствующими сохранения законами. Переходы с нарушением строгих законов сохранения (например, энергии, импульса, момента количества движения, электрического заряда и т.д. замкнутой системы) абсолютно исключаются.

  Для излучателей квантовых переходов между стационарными состояниями и молекул очень важны строгие О для квантовых чисел J и mj, определяющих возможные значения полного момента количества движения М и его проекции Mz по правилам квантования: ,  ( - Планка постоянная, J и mJ  - целые или полуцелые числа, причем mJ = J, J - 1,......, - J; см. Квантовые числа). Эти правила связаны с равноправием в пространстве всех направлений (для любой точки - сферическая симметрия) и всех направлений, перпендикулярных выделенной оси z (аксиальная симметрия), и соответствуют сохранению момента количества движения и его проекции на ось z. Из законов сохранения полного момента количества движения и его проекции для системы, состоящей из микрочастиц и из испускаемых, поглощаемых и рассеиваемых фотонов, следует, что при квантовом переходе J и mJ могут изменяться в случае электрического и дипольных излучений (см. Излучение электромагнитное) лишь на 0, ±1, а в случае электрического квадрупольного излучения (а также в случае комбинационного рассеяния света) - на 0, ±1, ±2.

  Другое важное О связано с законом сохранения полной четности для изолированной квантовой системы (этот закон нарушается лишь слабым взаимодействием элементарных частиц). Квантовые состояния всегда имеющих центр симметрии, а также тех молекул и которые имеют такой центр, делятся на четные и нечетные по отношению к пространств. инверсии (отражению в центре симметрии, т. е. к преобразованию координат х" ® -х, у" ® -у, z" ® -z); в этих случаях справедлив т. н. альтернативный запрет для излучательных квантовых переходов: для электрического дипольного излучения запрещены переходы между состояниями одинаковой четности (т. е. между четными или между нечетными состояниями), а для дипольного и квадрупольного электрического излучений (и для комбинационного рассеяния) запрещены переходы между состояниями различной четности (т. е. между четными и нечетными состояниями. В силу этого запрета можно наблюдать, частности в спектрах астрономических объектов, линии, соответствующие дипольным и электрическим квадрупольным переходам, обладающим очень малой вероятностью по сравнению с дипольными электрическими переходами (т. н. запрещенные линии).

  Наряду с точными О по J и mJ существенны приближенные О при дипольном излучении для квантовых чисел, определяющих величины орбитальных и спиновых моментов электронов и проекций этих моментов. Например, для с одним внешним электроном азимутальное квантовое число l, определяющее величину орбитального момента электрона Ml M 2l = 2 l (l + 1), может изменяться на ± 1 (Dl = 0 невозможно, т.к. состояния с одинаковыми l имеют одинаковую четность: они четные при четном l и нечетные при нечетном l). Для сложных квантовое число L, определяющее полный орбитальный момент всех электронов, подчинено приближенному О DL = 0, ±1, а квантовое число , определяющее полный спиновый момент всех электронов (и мультиплетность k = 2 + 1), - приближенному О D = 0, справедливому, если не учитывать спин-орбитальное взаимодействие. Учет этого взаимодействия нарушает последнее О, и появляются т. н. интеркомбинационные переходы, вероятности которых тем больше, чем больше номер элемента.

  Для молекул имеются специфические О для электронных, колебательные и вращательные молекулярных спектров, определяемые симметрией равновесных конфигураций молекул, а для - О для их электронных и колебательных спектров, определяемые симметрией решетки (см. Спектроскопия).

  В физике элементарных частиц, кроме общих законов сохранения энергии, импульса, момента количества движения, имеются дополнительные законы сохранения, связанные с симметриями фундаментальных взаимодействий частиц - сильного, электромагнитного и слабого. Процессы превращения элементарных частиц подчиняются строгим законам сохранения электрического заряда Q, барионного заряда В и, по-видимому, лептонного заряда L, которым соответствуют строгие О: DQ = DВ = DL = 0. Существуют также приближенные О Из изотопической инвариантности сильного взаимодействия следует О по полному изотопическому спину , D = 0; это О нарушается электромагнитными и слабыми взаимодействиями. Для сильного и электромагнитного взаимодействий справедливо О по странности , D = 0; слабые взаимодействия протекают с нарушением этого О: |D| = 1. Как было отмечено выше, в процессах, вызванных слабым взаимодействием, нарушается также закон сохранения пространственной четности, справедливый для всех др. видов взаимодействий. Имеются и др. О См. Элементарные частицы.

  Об О в ядерной физике см. Ядерная спектроскопия.

  Лит. см. при статьях Атомная физика, Молекулярные спектры, Элементарные частицы.

  М. А. Ельяшевич.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 24.10.2017 04:58:39


04:16 «Почта России» спрогнозировала сокращение срока доставки посылок через пять лет
03:38 Расходы на программу «Моя улица» в следующем году сократятся вдвое
03:06 В США годовалый ребенок из России утонул в джакузи на вечеринке
03:00 Богатых россиян оставят без нового Porsche
02:19 США отказались предоставить Москве доступ к генконсульству РФ в Сан-Франциско
00:04 Назван правильный способ выдавливания прыщей