ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Правила отбора для испускания и поглощения света. Мультипольиое излучение из "Квантовая механика" Такое упрощение называется длинноволновым приближением. Если матричный элемент (94,9) оказывается равным нулю, то надо учесть следующий член в разложении (94,8). [c.448] Эйнштей показал, еще до развития квантовой теории излучения, что статистическое равновесие между излучением и веществом возможно только в том случае, когда наряду с вынужденным испусканием, пропорциональным плотности излучения, имеется спонтанное излучение, происходящее и в отсутствие внешнего излучения. Спонтанное излучение обусловлено взаимодействием атомной системы с нулевыми колебаниями электромагнитного поля. [c.451] Численное значение этого матричного элемента зависит от вида волновых функций квантовой системы, в которой совершаются переходы. Для систем с центрально-симметричным полем зависимость волновых функций начального и конечного состояний от угловых переменных характеризуется сферическими функциями, т. е. [c.452] Излучение, испускаемое квантовой системой при выполнении правил отбора (95,9), называется квадрупольным электрическим излучением. [c.454] Для испускания фотонов видимого света (Q 10 см ) атомными системами (й/ хс) 10 см) это отношение равно 10 . Поскольку вероятность перехода пропорциональна квадрату матричного элемента, то, следовательно, Л11-переходы, вызванные оператором спина, в 10 раз менее вероятны, чем электрические дипольные переходы. При наличии спин-орбитального взаимодействия Ml-переходы обусловлены одновременно операторами орбитального и спинового моментов. [c.456] В классической электродинамике электрическое дипольное излучение испускается переменными электрическими диполями. При этом напряженность магнитного поля всегда перпендикулярна направлению распространения волны. Напряженность электрического поля вблизи диполя может иметь составляющую и вдоль вектора распространения. Магнитное дипольное излучение испускается перейенными магнитными диполями, т. е. переменными замкнутыми токами. В этом случае напряженность электрического поля всегда перпендикулярна вектору распространения, а напряженность магнитного поля может иметь составляющую вдоль вектора распространения. [c.456] Переходы высоких мультипольных порядков сравнительно часто наблюдаются в атомных ядрах и очень редко в атомах. Такая разница обусловлена характером их энергетических спектров. У атомов соседние возбужденные состояния редко отличаются значениями полного момента / больше чем на 1. В атомных же ядрах момент первого возбужденного состояния может отличаться от основного состояния на несколько единиц. Так, например, все ядра с четным числом нейтронов и четным числом протонов имеют в основном состоянии / = 0. Первое возбужденное состояние таких ядер характеризуется обычно значением I = 2. Оба состояния имеют положительную четность, поэтому электромагнитные переходы меладу ними должны соответство-. вать Е2 (электрические квадрупольные). У ряда атомных ядер, например 39, 39, 2пзо, Оз , ЫЬЦ, Те и,других, момент / первого возбужденного состояния отличается от момента / основного состояния на 4 единицы и оба состояния имеют разную четность. В этих ядрах излучение наименьшей мультипольности соответствует М4. [c.457] Спин-орбитальное взаимодействие нуклонов в атомных ядрах составляет около 10% от всего взаимодействия, т. е. во много раз сильнее соответствующего взаимодействия для электронов. Поэтому оценка (95,13) отношения вероятностей М1- и 2-переходов, полученная на основании раздельного рассмотрения оператора спинового момента, для атомных ядер неприменима. В атомных ядрах вероятность МЬпереходов может быть очень значительной. [c.457] Магнитное дипольное излучение (ЛИ) может наблюдаться и в атомах при переходах между состояниями с одним и тем же значением / и А/ = 1. Такие переходы возможны между компонентами одного и того же мультиплета тонкой структуры. Например, переходы типа 2рз/г- Частоты этих переходов очень малы, поэтому соответствующее излучение лежит в микроволновой или радиочастотной области, а не в оптической области. [c.457] Из-за слабой спин-орбитальной связи в атомах вероятности этих переходов очень малы. Оптические переходы AI1 возможны и между компонентами разных мультиплетов тонкой структуры, соответствующими состояниям одинаковой четности. Из-за малой вероятности испускания квантов AI1 в обычных условиях атом теряет энергию возбуждения при взаимодействии с другим атомом (неупругие столкновения) непосредственно без излучения. В сильно разреженных газах (межзвездные туманности) столкновения между атомами очень редки. В этом случае атом может освободиться от возбуждения только путем излучения AI1 (если излучение фотонов 1 запрещено). Такое излучение магнитных ДИПОЛЬНЫХ квантов действительно наблюдается при квантовых переходах в атомах межзвездного газа — линии свечения туманностей, где оно соответствует квантовым переходам в дважды ионизированных атомах кислорода. [c.458] Вернуться к основной статье