Вырождение

Вырожде́ние

В квантовой механике, заключается в том, что некоторая величина f, описывающая физическую систему (атом молекулу и т.п.) имеет одинаковое значение для различных состояний системы. Число таких различных состояний, которым отвечает одно и то же значение f, называется кратностью В. данной величины.

Чаще всего в квантовой механике имеют дело с В. уровней энергии (См. Уровни энергии) системы, когда система имеет определенное значение энергии, но при этом может находиться в нескольких различных состояниях. Например, для свободной частицы существует бесконечно-кратное В. по энергии: энергия частицы определяется лишь численным значением импульса, направление же импульса может быть любым (т. е. может быть выбрано бесконечным числом способов). В данном примере явственно проявляется связь между В. и физической симметрией системы — здесь эта симметрия есть равноправие всех направлений в пространстве.

При движении частицы во внешнем поле В. существенно связано со структурой этого поля, с тем, какими свойствами симметрии оно обладает. Если поле сферически симметрично, т. е. если в поле сохраняется равноправие направлений, то направления орбитального момента количества движения, магнитного момента и Спина частицы (например, электрона в атоме) не могут влиять на значение энергии (атома). Следовательно, и здесь существует В. по энергии. Однако, если поместить такую систему в магнитное поле H, то направление магнитного момента μ начинает сказываться на значении энергии; совпадавшие прежде значения энергии различных состоянии (с разными направлениями μ) оказываются теперь различными: вследствие взаимодействия магнитного момента частицы с этим полем частица получает дополнительную энергию μHH, значение которой зависит от взаимной ориентации магнитного момента и поля (μH — проекция μ на направление поля Н, которая в квантовой механике может принимать лишь дискретный ряд значений). Происходит «расщепление» энергетических уровней, т. е. снятие В., полное или частичное (когда кратность В. лишь уменьшается) — это зависит от конкретных условий. Расщепление уровней (атомов, молекул, кристаллов) в магнитном поле называется Зеемана явлением. Расщепление уровней может происходить и во внешнем электрическом поле (Штарка явление (См. Штарка эффект)).

Таким образом, снятие В. обусловлено «включением» подходящих взаимодействий. Так как наличие В. говорит о существовании в системе некоторых симметрий, то снятие В. происходит при таком изменении физических условий, в которых находится система, когда порядок этих симметрий понижается. В приведённом выше примере система первоначально обладала сферической симметрией (в ней не было выделенных направлений); включение внешнего постоянного магнитного поля выделило направление — направление поля, симметрия системы понизилась и стала осевой (аксиальной), т. е. симметрией относительно оси, направленной вдоль поля.

Если включение взаимодействия приводит к понижению симметрии и снятию В., то верно и обратное утверждение: при «выключении» взаимодействия будет происходить повышение симметрии системы и появление В. Это важно для классификации элементарных частиц. Например, если пренебречь электромагнитными (и слабыми) взаимодействиями («выключить» их), то свойства нейтрона и протона оказываются одинаковыми и их можно рассматривать как два различных (зарядовых, т. е. отличающихся лишь электрическим зарядом) состояния одной частицы — нуклона. Следовательно, состояние нуклона в этом случае двукратно вырождено.

Лит. см. при статьях Квантовая механика, Атом.

В. И. Григорьев, В. Д. Кукин.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. вырождение — -я, ср. Состояние по знач. глаг. выродиться—вырождаться; утрата ценных свойств предшествующих поколений; дегенерация. Признаки вырождения. Малый академический словарь
  2. ВЫРОЖДЕНИЕ — ВЫРОЖДЕНИЕ, в биологии — термин, используемый для описания того воздействия, которое оказывает болезнь на клетки или группы клеток, нарушая их функции, а в крайних случаях приводя к отмиранию. Научно-технический словарь
  3. ВЫРОЖДЕНИЕ — В квантовой механике, заключается в том, что нек-рая физ. величина L, характеризующая данную систему (атом, молекулу и т. п.), имеет одинаковое значение для разл. состояний системы. Число таких разл. состояний, к-рым отвечает одно и то же значение L, наз. Физический энциклопедический словарь
  4. вырождение — ВЫРОЖДЕНИЕ, я, ср. 1. см. выродиться. 2. Потеря ценных свойств, ухудшение. Духовное в. Толковый словарь Ожегова
  5. вырождение — Вы/рожд/е́ни/е [й/э]. Морфемно-орфографический словарь
  6. вырождение — ВЫРОЖДЕНИЕ см. Выродиться. Толковый словарь Кузнецова
  7. вырождение — ВЫРОЖД’ЕНИЕ, вырождения, мн. нет, ср. (·книж. ). Ухудшение строения организмов по сравнению с предыдущими поколениями, потеря высших физических или психических признаков, качеств; дегенерация. Признаки вырождения. Толковый словарь Ушакова
  8. вырождение — вырождение I ср. простореч. 1. Процесс действия по гл. вырождаться I 2. Результат такого действия. II ср. 1. Процесс действия по гл. вырождаться II... Толковый словарь Ефремовой
  9. вырождение — орф. вырождение, -я Орфографический словарь Лопатина
  10. ВЫРОЖДЕНИЕ — ВЫРОЖДЕНИЕ. У А. В. Амфитеатрова в «Восьмидесятниках»: «Теперь вошел в моду и повсюду в ходу термин ”вырождение“; повторяют его при каждом сомнительном психическом случае и суют кстати и некстати, в объяснение каждой нравственной аномалии. Историко-этимологический словарь
  11. ВЫРОЖДЕНИЕ — ВЫРОЖДЕНИЕ — в физике — заключается в том, что значение некоторой физической величины, характеризующей систему, напр., энергии, одинаково для различных состояний системы; число таких состояний называется кратностью вырождения. Большой энциклопедический словарь
  12. вырождение — см. >> упадок Словарь синонимов Абрамова
  13. вырождение — См. вырождать Толковый словарь Даля