时间演化与动力学
选择定则
选择定则,是判定某一过程能驱动哪些量子态之间的跃迁、又不能驱动哪些的条件。当原子吸收或发射光时,并非任意一对能级都彼此相连:有些跳跃是「允许的」,会轻易发生;另一些则是「禁戒的」,通过那一机制很少发生、甚至根本不发生。选择定则,就是把这两类区分开来的简明判据。
归根结底,这些定则源自跃迁振幅的消失。如果连接初态与终态的矩阵元恰好为零,那么无论你等多久跃迁都不会发生,而标出这类情形的规则就是选择定则。这些零并非偶然——它们出自深刻的对称性与守恒律,尤其是角动量守恒,因为发射或吸收的光子带走一份固定的自旋。
正因如此,原子的光谱只显出某些谱线、而非每一条可设想的谱线:许多跃迁被悄然禁戒了。不过「禁戒」一词稍嫌夸张。这类跃迁只是在最简单的近似下被强烈压制;通过更弱的、高阶的过程,它们仍能涓涓渗出,这也是为什么某些「禁戒」谱线在恒星与星云里——那里原子被长久地不受打扰——会隐隐可见。
electric-dipole rule (hydrogen): Δl = ±1, Δm = 0, ±1
对普通的光吸收,轨道量子数必须改变一个单位——这是角动量守恒的结果。
「禁戒」很少意味着真正不可能。在最简单的(电偶极)近似下被禁戒的跃迁,仍可通过高阶过程微弱地发生,这正是稀薄天体气体中暗淡的禁戒线得以出现的原因。
又称
另见