時間演化與動力學

選擇定則

選擇定則,是判定某一過程能驅動哪些量子態之間的躍遷、又不能驅動哪些的條件。當原子吸收或發射光時,並非任意一對能級都彼此相連:有些跳躍是「允許的」,會輕易發生;另一些則是「禁戒的」,通過那一機制很少發生、甚至根本不發生。選擇定則,就是把這兩類區分開來的簡明判據。

歸根結底,這些定則源自躍遷振幅的消失。如果連接初態與終態的矩陣元恰好為零,那麼無論你等多久躍遷都不會發生,而標出這類情形的規則就是選擇定則。這些零並非偶然——它們出自深刻的對稱性與守恆律,尤其是角動量守恆,因為發射或吸收的光子帶走一份固定的自旋。

正因如此,原子的光譜只顯出某些譜線、而非每一條可設想的譜線:許多躍遷被悄然禁戒了。不過「禁戒」一詞稍嫌誇張。這類躍遷只是在最簡單的近似下被強烈壓制;通過更弱的、高階的過程,它們仍能涓涓滲出,這也是為什麼某些「禁戒」譜線在恆星與星雲裡——那裡原子被長久地不受打擾——會隱隱可見。

electric-dipole rule (hydrogen): Δl = ±1, Δm = 0, ±1

對普通的光吸收,軌道量子數必須改變一個單位——這是角動量守恆的結果。

「禁戒」很少意味著真正不可能。在最簡單的(電偶極)近似下被禁戒的躍遷,仍可通過高階過程微弱地發生,這正是稀薄天體氣體中暗淡的禁戒線得以出現的原因。

又稱
transition rulesallowed transitions选律