حالة منفردة
على سبيل التعريف، الحالة المنفردة في ميكانيكا الكم هي حالة نظام جسيمات لهم عزم مغزلي
وفي السياق ذاته، الإلكترون له عزم مغزلي spin 1/2, ونظرا لأن اتجاه عزمه المغزلي (اتجاه مغناطيسيته) يمكن ان يكون إلى أعلى أو إلى أسفل، فبالتالي نجد أن له حالة ثنائية doublet state . وطبقا لتمثيل زمرة لاي فتمثل تلك الحالة رياضيا بالرمز
كذلك، هذا بعكس الحالة الثنائية وفيها يوجد في النظام (الذرة) الكترون واحد، عزمه المغزلي يساوي 1/2 (ليس له زميل في نفس مستوى الطاقة) فيؤدي ذلك إلى ظهور خطي طيف للنظام، ولهذا فهي تسمى الحالة المزدوجة. (لأن الإلكترون في الذرة قد يكون له عزم مغزلي إلى أعلى أو إلى أسفل.)
ومن جهة أخرى، spin = 0, أي يكون للنظام قيمة واحدة لمحصلة العزم المغزلي ومساوية 0. ونتيجة لذلك نجد للحالة المفردة خط طيف واحد. )
وفي السياق ذاته، (2)SU . العزم المغزلي للإلكترونات في الذرة تجعل خط الطيف المنبعث من الذرة منشقا إلى خطين، أحدهما ناشيء عن إلكترون ذو سبين +1/2 والآخر عن الإلكترون ذو سبين -1/2.
وفي السياق ذاته، في الفيزياء النظرية تعني «الحالة المنفردة» وصفا لجسيم له عزم مغزلي مساويا للصفر. ولكنها يمكن ان تعني كذلك أن مجموعة جسيمات تترابط مع بعضها البعض في نظام بحيث تكون محصلة عزومهم المغزلية مساوية للصفر. الحالة المنفردة وحالات أخرى نواجهها في الفيزياء الذرية والفيزياء النووية حيث نحاول تعيين محصلة العزوم المغزلية لمجموعة مترابطة من الجسيمات. وقد تكون الجسيمات إلكترونات أو بروتونات أو نيوترونات أو حتى ذرات مرتبطة في جزيء.
ومن جهة أخرى، كما توجد حالة في نظام (ذرة) حالة ثلاثية؛ وفيها يكون في النظام اثنين من الإلكترونات وعزمهما المغزلي في نفس الاتجاه فيكون مقداره 1 (لأن 1/2+1/2 =1)، فيبدي النظام ثلاثة (انقسامات) لخط الطيف فيصبح ثلاثة خطوط.
حالة نظام جسيمات
- المراجع
- اقرأ كذلك
- عدد الكم الرئيسي
- عدد الكم المغناطيسي
- عدد الكم المداري
- نموذج بور للذرة
- رنين مغناطيسي إلكتروني
- حالة ثلاثية
- تأثير زيمان
- تأثير شتارك
- رنين مغناطيسي إلكتروني
- حالة ثنائية
ومن ناحية أخرى، بالمثل، إذا كان لدينا نظاما مكونا من إلكترونين، عندئذ يمكننا تعيين محصلة عزمهما المغزلي عن طريق تطبيق المعامل الكمومي , حيث يتعامل مع الإلكترون 1 والمعامل على الإلكترون 2. عندئذ نجد حالتين ممكنتين للعزمين المغزليين، وهما إما أن تكون القيمة الكمومية spin-0 أو spin-1.
إضافةً إلى ذلك، وكل من القيمتين الكموميتين تكون له عدة حالات كمومية. فالقيمة "spin-0" تسمى حالة منفردة singlet ، وهي تشمل حالة واحدة (وهي تُظهر خط طيفي واحد)؛ وأما القيمة "spin-1" فلها ثلاثة حالات، ولذلك تسمى حالة ثلاثية triplet state (ويظهر طيفها 3 خطوط طيفية).
تأريخ
علاوةً على ذلك، ان اصل تعبير (منفرد) singlet يحدث في نظام كمومي مترابط وله محصلة عزم دوراني مساويا 0، هذا النظام يصدر فوتونا ويبدي خط واحد للطيفsingle spectral line . كما توجد حالات أخرى يبدي النظام فيها خطين للطيف (حالة ثنائية doublet state) أو ثلاثة خطوط للطيف (حالة ثلاثية triplet state)
يعطى عدد الانقسامات (لخطوط الطيف) n بالمعادلة:
n = 2 s + 1
حيث s العزم المغزلي.
وحدات ثابت بلانك
من جهة ثانية، وهي كمية طاقة صغيرة جدا كما نرى، ولا يوجد في الطبيعة ما هو أصغر منها؛ بل هو عماد الظاهرة الكمومية.
من جهة ثانية، وبناء على ذلك فقيمة تساوي بوحدات (جول. ثانية) أو إلكترون فولت.ثانية هي:
وفي هذا الصدد، العزم المغزلي للإلكترون وطاقات الجسيمات بصفة عامة لها وحدات طاقة صغيرة جدا جدا، وبينت الطبيعة أن ثابت بلانك h يلعب دورا هاما في تمثيلها وتقديرها. كما اختصر الفيزيائيون ثابت بلانك فيما يسمى ثابت بلانك المخفض وهو ثابت بلانك مقسوما على . يستعمل ثابت بلانك المخفّض (وينطق إتش بار) في المجالات المختلفة للفيزياء، والتعبير عنه بالرمز
يساعد على اختصار المعادلات:
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟