УРОВНИ ЭНЕРГИИ

УРОВНИ ЭНЕРГИИ, возможные значения энергии квантовых систем, т. е. систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и др. элементарных частиц, атомных ядер, атомов, молекул и т. д.) и подчиняющихся законам квантовой механики. Внутренняя энергия квантовых систем из связанных микрочастиц (напр., атома, состоящего из связанных электростатич. силами ядра и электронов, или ядра атомного, состоящего из связанных ядерными силами протонов и нейтронов) квантуется - принимает только определённые дискретные значения е0, е1, е2,... (е012,...), соответствующие устойчивым (стационарным) состояниям системы. Графически эти состояния можно изобразить по аналогии с потенциальной энергией тела, поднятого на различные высоты (уровни), в виде диаграммы У. э. (см. рис.). Каждому значению энергии соответствует горизонтальная линия, проведённая на высоте еi (i = = 0, 1, 2,...). Совокупность дискретных У. э. рассматриваемой квантовой системы образует её дискретный энергетический спектр.

Нижний уровень е0, соответствующий наименьшей возможной энергии системы, наз. основным, а все остальные У. э. е1,е2,...- возбуждёнными, т.к. для перехода на них системы её необходимо возбудить - сообщить ей энергию.

Квантовые переходы между У. э. обозначают на диаграммах вертикальными (или наклонными) прямыми, соединяющими соответствующие пары У. э. На рис. показаны излучательные переходы с частотами vik,, удовлетворяющими условию частот hvik, = еi - еk, где h - Планка постоянная. Безызлучательные переходы часто обозначаются волнистыми линиями. Направление перехода указывают стрелкой: стрелка, направленная вниз, соответствует процессу испускания фотона, стрелка в обратном направлении - процессу поглощения фотона с энергией hvik. Дискретному энергетич. спектру соответствуют дискретные спектры испускания и поглощения (см. Спектры оптические).

Для квантовой системы, имеющей в определённых диапазонах значений энергии непрерывный энергетич. спектр, на диаграмме получаются непрерывные последовательности У. э. в соответствующих диапазонах. Напр., для атома водорода имеет место такая непрерывная последовательность У. э. при энергии e>е00, где е00 - граница ионизации (см. рис. 1,6 в ст. Атом). Для электрона в кристалле получается чередование разрешённых и запрещённых энергетич. зон (см., напр., рис. 1 в ст. Диэлектрики). При излуча-тельных квантовых переходах между дискретными У. э. и У. э., относящимися к непрерывной последовательности (а также между непрерывными последовательностями У. э.), получаются сплошные спектры поглощения (напр., при фотоионизации атома, соответствующей переходу с дискретных У. э. на непрерывные У. э., лежащие выше границы ионизации) или испускания (напр., при рекомбинации ионов и электронов, соответствующей переходу с непрерывных У. э. на дискретные).

Важной характеристикой У. э. явля-ются их ширины, связанные с временем жизни квантовой системы на уровне. У. э. тем уже, чем больше время жизни, в согласии с неопределённостей соотношением для энергии и времени (см. Ширина уровня).

При рассмотрении У. э. квантовых систем значения энергии принято отсчитывать от осн. уровня. Наряду со шкалой энергий, обычно выражаемых в эв (а для атомных ядер в Мэв или кэв), в спектроскопии применяют пропорциональные ей шкалы частот v = e/h (в радиоспектроскопии) и волновых чисел v/c = e/hс (в оптич. спектроскопии; с - скорость света); 1 эв соответствует 2,4180*1014гц, или 8065,5 см-1. В рентгеновской спектроскопии в качестве единицы энергии применяют ридберг: 1 Ry = 13,606 эв.

В оптич. спектроскопии часто применяют термин "спектральный терм", подразумевая под этим значение Т = -e/hc, отсчитываемое для атомов от границы ионизации и выражаемое в см-1.

Лит. см. при статьях Атом, Moлeкyлat Твёрдое тело, Ядро атомное.

М. А. Ельяшевич.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

УРОВНИ ЯЗЫКА →← УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

Смотреть что такое УРОВНИ ЭНЕРГИИ в других словарях:

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

        возможные значения энергии квантовых систем, т. е. систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и др. элементарных частиц, атомных яд... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

возможные значения энергии квант. систем (атомов, молекул, ат. ядер и т. д.), состоящих из микрочастиц и подчиняющихся законам квантовой механи... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

, значения, которые может принимать энергия атома, молекулы и других квантовых систем; совокупность уровней энергии образует энергетический спектр системы. С одного уровня энергии на другой система переходит посредством квантового перехода, при этом система может испускать или поглощать электромагнитную энергию.... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

УРОВНИ ЭНЕРГИИ, значения, которые может принимать энергия квантовой системы (атома, молекулы, кристалла и др.); совокупность уровней энергии образует энергетический спектр системы - непрерывный, дискретный или смешанный.<br><br><br>... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

УРОВНИ ЭНЕРГИИ - значения, которые может принимать энергия квантовой системы (атома, молекулы, кристалла и др.); совокупность уровней энергии образует энергетический спектр системы - непрерывный, дискретный или смешанный.<br>... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

УРОВНИ ЭНЕРГИИ , значения, которые может принимать энергия квантовой системы (атома, молекулы, кристалла и др.); совокупность уровней энергии образует энергетический спектр системы - непрерывный, дискретный или смешанный.... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

УРОВНИ ЭНЕРГИИ, значения, которые может принимать энергия квантовой системы (атома, молекулы, кристалла и др.); совокупность уровней энергии образует энергетический спектр системы - непрерывный, дискретный или смешанный.... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

- значения, которые может принимать энергия квантовойсистемы (атома, молекулы, кристалла и др.); совокупность уровней энергииобразует энергетический спектр системы - непрерывный, дискретный илисмешанный.... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

значения, к-рые может принимать энергия квантовой системы (атома, молекулы, кристалла и др.); совокупность У. э. образует энергетич. спектр системы - н... смотреть

УРОВНИ ЭНЕРГИИ

значения, к-рые может принимать энергия квантовой системы (атома, молекулы и др.); совокупность У. э. образует энергетич. спектр системы - непрерывный,... смотреть

T: 156