Degeneracja (zwyrodnienie) - w fizyce kwantowej zwykle mianem degeneracji określa się sytuację, kiedy jednej wartości energii układu odpowiada wiele stanów kwantowych układu. Zmieniając warunki fizyczne, np. umieszczając go w polu magnetycznym , energie różnych stanów kwantowych mogą zmienić się w różnym stopniu, rozdzielając jeden poziom energetyczny na kilka.

Typowym przykładem degeneracji są orbitale elektronowe w atomach . Na każdej powłoce energetycznej znajduje się pewna liczba elektronów o tej samej energii, różniących się jednak wartościami liczb kwantowych , są to stany zdegenerowane. Ze spinem związany jest moment magnetyczny , przyłożenie zewnętrznego pola magnetycznego powoduje usunięcie degeneracji, gdyż elektron ze spinem ustawionym zgodnie z zewnętrznym polem znajdzie się w innym stanie energetycznym niż elektron ze spinem ustawionym w kierunku przeciwnym. Efektem tego jest między innymi rozdzielenie linii spektralnych pod wpływem pola magnetycznego - Efekt Zeemana , pola elektrycznego - efekt Starka .

Ogólnie w mechanice kwantowej, opisuje się zjawisko kwantowe , polegające na pojawianiu się stanów kwantowych ( stanów własnych ) operatorów kwantowych skojarzonych z pewną wielkością fizyczną , powiedzmy A, o takiej własności, że tej samej wartości własnej operatora A odpowiada kilka stanów własnych. Mówimy wówczas, że stany wielkości A są zdegenerowane, bowiem mierząc wartość wielkości A, nie jesteśmy w stanie rozpoznać, w jakim stanie kwantowym znajduje się układ. Zwykle istnieje wielkość B, która pozwala rozróżnić poszczególne stany odpowiadające zdegenerowanej wartości wielkości A.

Zobacz też

• gęstość stanów
• poziom energetyczny
• zdegenerowana materia
• degeneracja widma

Bibliografia