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エネルギー準位







1,エネルギー準位とは


微視的(ミクロ)な粒子や粒子系がもつことのできるエネルギーの値。

その系に固有なとびとびの値(エネルギー固有値という)をとることが多く、

その値に比例する高さの横線で図示するためにこの名がある。

許される値がとびとびになるのは、ミクロ粒子のもつ波動性による。

原子に束縛された電子の波などは一種の定常波をつくるが、

弦の振動の例でもわかるように、定常波の種類は番号づけができるので、

定常波で表される粒子の運動状態(古典力学の軌道に対応する)も

番号づけの可能なとびとびのものに限定される。

粒子の運動エネルギーは波長の逆数の2乗に比例するので、

いちばんエネルギーが低いのは節のない長波長の定常波で表される運動である。

節面の数とともにエネルギーも増す。

番目の定常波で表される状態のエネルギーをEj のように記す。


 異なる運動状態でエネルギー固有値の等しいものが個あるとき、


そのエネルギー準位は重に縮退または縮重しているという。

粒子が1個なら波は普通の三次元空間の波であるが、

個の粒子からできている系では、1112……nnを座標軸とする

抽象的な3n次元空間の定常波を考えなければならない。

しかし、事情はまったく同じである。







[小出昭一郎]

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