Что значит "ширина уровня"

неопределенность энергии квантовомеханической системы (атома, молекулы и др.) в состоянии, которое не является строго стационарным. Ширина уровня Г связана с временем жизни состояния ? соотношением Г??/?, где ? - Планка постоянная.

неопределённость энергии квантовомеханической системы, обладающей дискретными уровнями энергии Ek (атома, молекулы, атомного ядра), в состоянии, которое не является строго стационарным. Ш. у. (DEk), характеризующая размытие уровня энергии, его уширение, зависит от средней длительности пребывания системы в данном состоянии ≈ времени жизни на уровне (tk) и, согласно неопределённостей соотношению для энергии и времени, равна DEk » ═(≈ Планка постоянная ). Для строго стационарного состояния системы tk = ¥ и DEk=0. Время жизни tk, а следовательно, и Ш. у. обусловлены возможностью квантовых переходов системы в состояния с меньшей энергией. Для свободной системы (например, для изолированного атома) спонтанные излучательные переходы с уровня Ek на нижележащие уровни Ei (Ei< Ek) определяют радиационную, или естественную, Ш. у.: (DЕк) рад » Ak, где ═≈ полная вероятность спонтанного испускания с уровня Ek, Aki ≈ Эйнштейна коэффициенты для спонтанного испускания. Уширение уровня может быть вызвано также спонтанными безызлучательными переходами, например для радиоактивного атомного ядра ≈ его альфа-распадом . Ширина атомного уровня очень мала по сравнению с энергией уровня. В других случаях (например, для возбуждённых ядер, вероятность квантовых переходов которых обусловлена испусканием нейтронов и очень велика) Ш. у. может стать сравнимой с расстоянием между уровнями. (Если Ш. у. превышает эти расстояния, энергетический спектр системы становится непрерывным.)

Любые взаимодействия, увеличивающие вероятность перехода системы в др. состояния, приводят к дополнительному уширению уровней. Примером может служить штарковское уширение уровней атома (иона) в плазме в результате его столкновения с ионами и электронами. В общем случае полная Ш. у. пропорциональна сумме вероятностей всех возможных переходов с этого уровня ≈ спонтанных и вызванных различными взаимодействиями.

Ш. у. определяет ширину спектральных линий.

Лит. см. при ст. Ширина спектральных линий .

М. А. Ельяшевич.