光谱选择规则
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3. ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ旋S的选择规则
当自旋与轨道作用可略去时,体系的波 函数可表为空间波函数与自旋波函数之 积,因电偶极算符并不作用于自旋波函 数, 所以 。
4.单电子原子轨道角量子数L 的选择定则
当原子的波函数可由单电子组态波函数 描写时,我们必须考虑到单电子原子的 波函数的宇称是取决于其l值的。要满足 宇称次变这个电属极跃迁的严格选择定 则,就禁止了 的跃迁,只有
5.选择规则与守恒定律的关系
原子的辐射跃迁指原子发射或吸收光子的跃迁, 是电磁 相互作用的过程, 应遵守能量守恒、动量守恒、角动量 守恒、宇称守恒等守恒定律。我们从以下几个方面分 析: 1.玻尔的频率条件与能量、动量守恒 玻尔的频率条件hv=En-Em是能量守恒的体现,但 未考虑动量, 若考虑到动量守恒, 则原子发射光子后有 反冲, 从而具有一定的功能, 故严格的能量守恒关系式 为En-Em=hv+Ek,其中Ek为原子发射光子后的动能, 由 动量守恒定律可得Ek远小于hv,故Ek可以忽略。玻尔 的频率条件hv=En-Em实质是原子发射和吸收光子时频 率的选择定则。
1. J 、 M 的选择规则
由于电偶极矩算符 是k=1不可约张 量算符之和,由W-E定理得,在耦合表象 中,当
跃迁矩阵元 面两式称为j、m的选择规则。 。故上
2.宇称选择定则
因为电偶级算符为奇宇称,所以要使得 不为零,在电偶极跃迁 下,必须宇称改变。自由原子的宇称, 不 管在什么耦合方式下都保持确定,在关 于j、m的选择规则推导中,与自旋、轨 道角动量的耦合方式无关,它们是由对 称性出发得出的,这样得到的选择定则 叫做严格的选择定则。
2.拉波特定则与宇称守恒
由电磁辐射理论知, 辐射按光子角动量的大小分为各 个极次, 按光子角动量和宇称的关系又分为电和磁两大 类, 分别为电偶极跃迁、电四极跃近、磁偶极跃迁、磁 四极跃迁等。而各种跃迁的选择定是不同的,在原子 物理学中所涉及的都是电偶极辐射,选择定则亦指此 类跃迁所遵守的法则,对电偶极跃迁, 光子的角动量和 宇称为 ,宇称守恒要求 , 因在电偶极跃迁中 ,就是要求:奇 宇称态 偶宇称态(拉波特定则),由该定则可知,
奇偶性相同的电子组态形成的原子态无辐射跃迁。当 然同一电子组态形成的原子态间也无辐射跃迁。
3.对LS耦合
考虑自旋角动量与电磁辐射无关, 电磁辐射不改变自旋 状态, 故有 ,轨道角动量为 。
4.
J=0(J=0— J=0 除外)
的跃迁是不允许的。
按角动量
综上所述,辐射跃迁选择定则是能量守 恒定律、角动量守恒定律、宇称守恒定 律的体现, 这是选择定则的物理本质。
辐射跃迁的选择规则
选择规则
原子能级之间辐射跃迁所遵从的规则。通常是指 电偶极辐射跃迁的选择定则 ,而电四极矩辐射、磁 偶极辐射以及更高级的辐射都比电偶极辐射要弱。
简介
1、选择定则表明并非任何两能级之间的辐射跃迁都是 可能的,只有遵从选择定则的能级之间的辐射跃迁才 是可能的 ; 2、选择定则是确定原子光谱结构的重要规律。选择定 则可以从量子力学推导出来,它是角动量守恒定律和 宇称守恒定律的结果; 3、单价原子的选择定则是量子数满足Δi=±1,ΔJ=0, ±1;多电子原子(LS耦合)的选择定则是为奇性态为 偶性态,以及量子数满足ΔS=0,ΔL=0,±1 ,ΔJ= 0,±1(除去J=0→J=0)。
由以上四点可知,选择定则是有其适用条件和范 围的。宇称改变这一选择定则并非是辐射跃迁的普用 选择定则,它在磁偶极和电四极辐射跃迁中都是不成 立的。在磁偶极以及电四极辐射跃迁中遵从的是宇称 不变,宇称改变只是在单光子的电偶极辐射跃迁这个 范围内的严格的选择定则。其它量子数的选择定则也 依跃迁类型的不同而略有不同。另外现在激光发展很 快,双光子辐射跃迁成为可能, 在双光子的电偶极型 辐射跃迁中宇称也不变。