Диаграмма направленности излучения атома

[Khrapko]

Как известно [1] диаграмма направленности излучения колеблющегося диполя \sin^2\theta. Говорят, что этому соответствует излучение атома из состояния с квантовыми числами l=1, m=0. Однако в реальности такое состояние атома не стационарно. Из-за наличия спина, стационарным является состояние (J=3/2, M=1/2), которое является суперпозицией состояний (l=1, m=0, s=1/2) и (l=1, m=1, s=-1/2) (с коэффициентами Клебша-Гордона). А излучение из состояния (l=1, m=1) имеет совсем другую диаграмму, 1+cos^2\theta.
Вопросы: Можно ли наблюдать диаграмму направленности \sin^2\theta от атомов? Какая диаграмма направленности излучения атомов в состоянии (J=3/2, M=1/2)? Известны ли эксперименты по наблюдению диаграмм направленности излучения атомов вообще?
[1] Сивухин Д.В. Общий курс физики III, (141.13)

[Munin]

Khrapko в сообщении #359205 писал(а):

Однако в реальности такое состояние атома не стационарно. Из-за наличия спина, стационарным является состояние (J=3/2, M=1/2), которое является суперпозицией состояний (l=1, m=0, s=1/2) и (l=1, m=1, s=-1/2) (с коэффициентами Клебша-Гордона).

Вы не могли бы показать?

[Khrapko]

Стационарные состояния являются собственными оператора Гамильтона, который коммутирует с операторами (сохраняющихся) полного момента импульса J и его проекции M, но не коммутирует с операторами орбитального момента импульса l и его проекции m.
Из-за спин-орбитального взаимодействия энергия p-состояния (n =2, l = 1) расщепляется.
Энергию Е_1 имеют состояния
(J = 3/2, M = 3/2) = (m=1, s = 1/2) и
(J = 3/2, M =1/2) = \sqrt 2/3 (m = 0, s = 1/2) + \sqrt 1/3 (m =1, s =-1/2)
Энергию Е_2 имеет состояние
(J = 1/2, M = 1/2) = \sqrt 1/3 (m = 0, s = 1/2) - \sqrt 2/3 (m =1, s =-1/2)
[Фейнмановские лекции, гл. 16, пар. 6]

Наверно, мне правильнее было бы интересоваться диаграммой направленности излучения состояния (J = 1/2, M = 1/2), потому что оно единственное, которое имеет энергию Е_2

[Munin]

Теперь надо найти, какие состояния могут быть конечными после излучения, и рассмотреть, какие переходы разрешены и запрещены.

-- 12.10.2010 23:03:55 --

Экспериментально это можно было бы измерить, поляризовав пучок возбуждённых атомов или ионов. Проводились ли такие эксперименты, не знаю.

[Khrapko]

Ну, конечное состояние - нормальное, n = 1, l = 0.
Неужели не было экспериментов по определению диаграммы направленности!

[Munin]

Khrapko в сообщении #361471 писал(а):

Ну, конечное состояние - нормальное, n = 1, l = 0.

А спин электрона куда делся? Странно вы рассуждаете.

Khrapko в сообщении #361471 писал(а):

Неужели не было экспериментов по определению диаграммы направленности!

Я не специалист по поиску экспериментов. Скорее всего, были. И скорее всего, банально подтвердили КМ и КЭД. Так что вопрос ровно в том, чтобы научиться ими пользоваться, и понимать, что именно они предсказывают.

[AlexNew]

Munin писал(а):

Я не специалист по поиску экспериментов. Скорее всего, были. И скорее всего, банально подтвердили КМ и КЭД. Так что вопрос ровно в том, чтобы научиться ими пользоваться, и понимать, что именно они предсказывают.

да, скорее всего физика банальная наука...
главное научится ей пользоваться и не задовать лишних вопросов.

Khrapko писал(а):

А излучение из состояния (l=1, m=1) имеет совсем другую диаграмму, 1+cos^2\theta.

это от куда следует ?

Khrapko писал(а):

Вопросы: Можно ли наблюдать диаграмму направленности \sin^2\theta от атомов?

ну a как вы себе это представляете, берем атомы строим их дружно в ряд и наблюдаем их диаграмму направлености ? :))

Khrapko писал(а):

Наверно, мне правильнее было бы интересоваться диаграммой направленности излучения состояния (J = 1/2, M = 1/2), потому что оно единственное, которое имеет энергию Е_2

Излучение происходит между уровнями. Надо указывать коннкретно между какими.

Изменение волновой функции электрона в общем случае будет хитрым, обычно в первом пеиближении можно расмотреть дипольное приближение, потом квадрупольное, ... и т.д. но наблюдать на удалении вы будите только дипольное.
Соответственно и диаграма направлености будет как у диполя.

[Munin]

AlexNew в сообщении #361500 писал(а):

да, скорее всего физика банальная наука...

На уровне элементарных вещей - банальная. А эти вещи - элементарные.

AlexNew в сообщении #361500 писал(а):

Изменение волновой функции электрона в общем случае будет хитрым, обычно в первом пеиближении можно расмотреть дипольное приближение, потом квадрупольное

Нет. Фотон излучается один.

AlexNew в сообщении #361500 писал(а):

но наблюдать на удалении вы будите только дипольное.

Бывают процессы излучения магнитных дипольных фотонов, электрических квадрупольных, и так далее.

[Khrapko]

Как известно [1], диаграмма направленности излучения переменного диполя, напрвленного вдоль оси z, $\sin^2\theta$. Это дипольное излучение типа (l=1, m=0).
Диаграмма направленности излучения диполя, вращающегося в плоскости x-y, $1+\cos^2\theta$ . Это дипольное излучение типа (l=1, m=1).
Мои вопросы. Можно ли наблюдать эти типы излучений от возбужденных атомов? Влияет или нет учет спина электрона на диаграмму направленности излучения. Не знает ли кто-нибудь об экспериментах?
Неспециалистов по поиску экспериментов и говорящих заведомые глупости прошу не беспокоиться.
[1] Сивухин Д.В. Общий курс физики III, (141.13)

[Munin]

Из трёх ваших вопросов только один связан с экспериментами. Остальные - с расчётами. Не понимаю, почему вы не желаете их довести до результата.

[Khrapko]

Никогда не следует увиливать от вопроса и следует молчать, если не знаете ответа.

[Jnrty]

Jnrty:

Тему переношу в "Карантин" для исправления записи формул.
Правила записи формул можно найти в темах "Первые шаги в наборе формул" и "Краткий ФАК по тегу [math]." Полезно предварительно прочесть сообщение http://dxdy.ru/post171796.html#p171796.

После исправления сообщите об этом в теме "Сообщение в карантине исправлено", и Ваша тема будет возвращена в раздел "Дискуссионные темы (Ф)".