Wie fixiert man die Quantisierungsachse eines Atoms?

Angenommen, ich sende linear polarisiertes Licht auf ein Wasserstoffatom. Unter Verwendung der Störungstheorie erster Ordnung kann man zeigen, dass dies in Abhängigkeit von der relativen Polarisation des Lichts zur Quantisierungsachse des Wasserstoffs auch nicht der Fall ist

M = 0 oder M = ± 1
für die Übergänge, die gespannt sein können. M = 0 gilt, wenn die Polarisation mit der Richtung der Quantisierungsachse ausgerichtet ist.

Wie wird diese Quantisierungsachse fixiert? Ich würde annehmen, dass seine Richtung unbekannt ist, bis es von der EM-Welle getroffen wird und dann in eine bestimmte, zufällige Richtung zusammenbricht. Aber wie kann man die Quantisierungsachse vorher fixieren, damit zB nur M = 0 finden Übergänge statt?

Ich weiß nicht, was die "Quantisierungsachse eines Atoms" sein soll. Sie bestimmen M relativ zu einer Achse, aber diese Achse ist keine Eigenschaft des Atoms - Sie können buchstäblich jede andere Achse auswählen und immer noch dasselbe System beschreiben, Sie ändern nur die Basis Ihres Zustandsraums.
@ACuriousMind Offensichtlich hast du Recht. Jetzt macht es viel mehr Sinn. Ich blieb völlig stecken und dachte, dass die M -Werte sind Eigenschaften des Atoms...
@ACuriousMind, ich bin anderer Meinung. Wenn sich das System in einem Eigenzustand der L z Operator, es kann nicht gleichzeitig in einem Eigenzustand von beiden sein L X oder L j , als Eigenzustand von L z kann immer als lineare Überlagerung von geschrieben werden L X Und L j . Dasselbe gilt für Spin- und Gesamtdrehimpulsoperatoren.

Antworten (2)

In der Praxis, wie zum Beispiel in einem Ionenfallenexperiment, wird die Quantisierungsachse für die Atome definiert, indem ein statisches B-Feld in einer bekannten Richtung angelegt wird. Wenn kein Magnetfeld vorhanden ist, liegt der Spin in einer gleichmäßigen Überlagerung beider Richtungen vor.

Linear polarisiertes Licht besteht zu gleichen Teilen aus rechts- und linkszirkular polarisierten Photonen. Im Durchschnitt gleich viel, das heißt Quantenfluktuationen unterworfen. Dies verursacht im Durchschnitt eine gleiche Menge an δ M = + 1 Und δ M = − 1 Übergänge, wiederum Schwankungen unterworfen. Die Quantisierungsachse ist parallel zur Photonenausbreitung. Das wären 1 S → 2 P ± Übergänge, wenn sich Wasserstoff zunächst im Grundzustand befindet.

Wie fixiert man die Quantisierungsachse eines Atoms?
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