光譜選擇規(guī)則

1、輻射躍遷的選擇規(guī)則選擇規(guī)則 原子能級之間輻射躍遷所遵從的規(guī)則。通常是指電偶極輻射躍遷的選擇定則 ，而電四極矩輻射、磁偶極輻射以及更高級的輻射都比電偶極輻射要弱。1簡介1、選擇定則表明并非任何兩能級之間的輻射躍遷都是可能的，只有遵從選擇定則的能級之間的輻射躍遷才是可能的 ；2、選擇定則是確定原子光譜結(jié)構(gòu)的重要規(guī)律。選擇定則可以從量子力學(xué)推導(dǎo)出來，它是角動(dòng)量守恒定律和宇稱守恒定律的結(jié)果； 3、單價(jià)原子的選擇定則是量子數(shù)滿足i1，J0，1；多電子原子（LS耦合）的選擇定則是為奇性態(tài)為偶性態(tài)，以及量子數(shù)滿足S0，L0，1 ，J0，1（除去J0J0）。 21. J 、 M 的選擇規(guī)則由于電偶極矩算符 是

2、k=1不可約張量算符之和，由W-E定理得，在耦合表象中，當(dāng) 躍遷矩陣元 。故上面兩式稱為j、m的選擇規(guī)則。32.宇稱選擇定則因?yàn)殡娕技壦惴麨槠嬗罘Q，所以要使得 不為零，在電偶極躍遷下，必須宇稱改變。自由原子的宇稱, 不管在什么耦合方式下都保持確定，在關(guān)于j、m的選擇規(guī)則推導(dǎo)中，與自旋、軌道角動(dòng)量的耦合方式無關(guān)，它們是由對稱性出發(fā)得出的，這樣得到的選擇定則叫做嚴(yán)格的選擇定則。43. 自旋S的選擇規(guī)則當(dāng)自旋與軌道作用可略去時(shí)，體系的波函數(shù)可表為空間波函數(shù)與自旋波函數(shù)之積，因電偶極算符并不作用于自旋波函數(shù)， 所以 。54.單電子原子軌道角量子數(shù)L 的選擇定則當(dāng)原子的波函數(shù)可由單電子組態(tài)波函數(shù)描寫時(shí)，

3、我們必須考慮到單電子原子的波函數(shù)的宇稱是取決于其l值的。要滿足宇稱次變這個(gè)電屬極躍遷的嚴(yán)格選擇定則，就禁止了 的躍遷，只有 6 由以上四點(diǎn)可知，選擇定則是有其適用條件和范圍的。宇稱改變這一選擇定則并非是輻射躍遷的普用選擇定則，它在磁偶極和電四極輻射躍遷中都是不成立的。在磁偶極以及電四極輻射躍遷中遵從的是宇稱不變，宇稱改變只是在單光子的電偶極輻射躍遷這個(gè)范圍內(nèi)的嚴(yán)格的選擇定則。其它量子數(shù)的選擇定則也依躍遷類型的不同而略有不同。另外現(xiàn)在激光發(fā)展很快，雙光子輻射躍遷成為可能， 在雙光子的電偶極型輻射躍遷中宇稱也不變。75.選擇規(guī)則與守恒定律的關(guān)系 原子的輻射躍遷指原子發(fā)射或吸收光子的躍遷, 是電磁相

4、互作用的過程, 應(yīng)遵守能量守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒、宇稱守恒等守恒定律。我們從以下幾個(gè)方面分析： 1.玻爾的頻率條件與能量、動(dòng)量守恒 玻爾的頻率條件hv=En-Em是能量守恒的體現(xiàn)，但未考慮動(dòng)量, 若考慮到動(dòng)量守恒, 則原子發(fā)射光子后有反沖, 從而具有一定的功能, 故嚴(yán)格的能量守恒關(guān)系式為En-Em=hv+Ek,其中Ek為原子發(fā)射光子后的動(dòng)能, 由動(dòng)量守恒定律可得Ek遠(yuǎn)小于hv，故Ek可以忽略。玻爾的頻率條件hv=En-Em實(shí)質(zhì)是原子發(fā)射和吸收光子時(shí)頻率的選擇定則。 82.拉波特定則與宇稱守恒 由電磁輻射理論知, 輻射按光子角動(dòng)量的大小分為各個(gè)極次, 按光子角動(dòng)量和宇稱的關(guān)系又分為電和磁兩大類, 分別為電偶極躍遷、電四極躍近、磁偶極躍遷、磁四極躍遷等。而各種躍遷的選擇定是不同的，在原子物理學(xué)中所涉及的都是電偶極輻射，選擇定則亦指此類躍遷所遵守的法則，對電偶極躍遷, 光子的角動(dòng)量和宇稱為 ，宇稱守恒要求 ， 因在電偶極躍遷中 ，就是要求：奇宇稱態(tài) 偶宇稱態(tài)（拉波特定則），由該定則可知， 9 奇偶性相同的電子組態(tài)形成的原子態(tài)無輻射躍遷。當(dāng)然同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)間也無輻射躍遷。3.對LS耦合 考慮自旋角動(dòng)量與電磁輻射無關(guān), 電磁輻射不改變自旋狀態(tài), 故有 ，軌道角動(dòng)量為 。4. J=0(J=0 J=