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
Bibliografia
Atkins P.W (2001). Chemia fizyczna (wyd.1). Wydaw. Naukowe PWN, .