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簡併能級 |
中文名: 簡併能級 外文名: Degenerate energy level 領 域: 物理學 |
簡併能級(英語:Degenerate energy level)在物理學中,簡併是指被當作同一較粗糙物理狀態的兩個或多個不同的較精細物理狀態。 例如在量子力學中,原子中的電子,由其能量確定的同一能級狀態,可以有兩種不同自旋量子數的狀態,該能級狀態是兩種不同的自旋狀態的簡併態。[1]
簡介
簡併能級(英語:Degenerate energy level)在物理學中,簡併是指被當作同一較粗糙物理狀態的兩個或多個不同的較精細物理狀態。 例如在量子力學中,原子中的電子,由其能量確定的同一能級狀態,可以有兩種不同自旋量子數的狀態,該能級狀態是兩種不同的自旋狀態的簡併態。 在統計物理學中,宏觀上由壓強、體積、溫度確定的同一宏觀熱力學狀態,在微觀上可以對應大量不同的微觀狀態,該熱力學狀態是這些微觀狀態的簡併態。簡併在量子力學和統計物理中的意義不同,在統計物理中,簡併是指量子效應明顯的體系。 含有簡併電子基態的非直線型分子都會產生薑-泰勒效應,而發生構型扭曲。
量子力學
量子力學(quantum mechanics)是物理學的分支,主要描寫微觀的事物,與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱,許多物理學理論和科學,如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科,都是以其為基礎。 19世紀末,人們發現舊有的經典理論無法解釋微觀系統,於是經由物理學家的努力,在20世紀初創立量子力學,解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除透過廣義相對論描寫的引力外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力學的框架內描述(量子場論)。 愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語「量子力學」的物理學者。
統計力學
統計力學(Statistical mechanics)是一個以玻爾茲曼等人提出以最大熵度理論為基礎,藉由配分函數將有大量組成成分(通常為分子)系統中微觀物理狀態(例如:動能、勢能)與宏觀物理量統計規律 (例如:壓力、體積、溫度、熱力學函數、狀態方程等)連結起來的科學。如氣體分子系統中的壓力、體積、溫度。伊辛模型中磁性物質系統的總磁矩、相變溫度、和相變指數。 通常可分為平衡態統計力學,與非平衡態統計力學。其中以平衡態統計力學的成果較為完整,而非平衡態統計力學至今也在發展中。統計物理其中有許多理論影響着其他的學門,如信息論中的信息熵。化學中的化學反應、耗散結構。和發展中的經濟物理學這些學門當中都可看出統計力學研究線性與非線性等複雜系統中的成果。
姜-泰勒效應
姜-泰勒效應(英文:Jahn-Teller effect,簡稱JTE),有時也被稱為姜-泰勒變形,描述了基態時有多個簡併態的非線性分子的電子云在某些情形下發生的構型形變。分子發生幾何構型畸變的目的是降低簡併度,從而穩定其中一個狀態。姜-泰勒效應主要出現在金屬的配合物中,特別是某些金屬染料的着色過程。