¿Cómo arreglar el eje de cuantización de un átomo?

Question

¿Cómo arreglar el eje de cuantización de un átomo?

Física
espectroscopia
física-atómica
mecánica cuántica
teoría de la perturbación

usuario224659

Supongamos que envío luz polarizada linealmente a un átomo de hidrógeno. Usando la teoría de la perturbación de primer orden, se puede mostrar que, dependiendo de la polarización relativa de la luz al eje de cuantificación del hidrógeno, ya sea

metro = 0 o metro = \pm 1

$m=0 \quad\quad\textrm{or}\quad\quad m=\pm1$ para las transiciones, que se pueden excitar.

m = 0

$m=0$ es cierto si la polarización está alineada con la dirección del eje de cuantificación.

¿Cómo se fija este eje de cuantificación? Asumiría que su dirección es desconocida hasta que es golpeada por la onda EM y luego colapsa en una cierta dirección aleatoria. Pero, ¿cómo se puede fijar el eje de cuantificación de antemano, de modo que, por ejemplo, solo $m=0$ se producen las transiciones?

una mente curiosa

No sé qué se supone que es el "eje de cuantificación de un átomo". tu determinas

m

$m$ relativo a un eje, pero ese eje no es una propiedad del átomo; literalmente, puede elegir cualquier otro eje y aún así describir el mismo sistema, solo está cambiando la base de su espacio de estados.

usuario224659

@ACuriousMind Obviamente tienes razón... Ahora tiene mucho más sentido. Me quedé completamente atascado y pensé que el

m

$m$ -los valores son propiedades del atomo...

Arco

@ACuriousMind, discrepo. Cuando el sistema se encuentra en un estado propio del

L_{z}

$L_z$ operador, no puede estar simultáneamente en un estado propio de cualquiera

L_{x}

$L_x$ o

L_{y}

$L_y$ , como el estado propio de

L_{z}

$L_z$ siempre se puede escribir como una superposición lineal de

L_{x}

$L_x$ y

L_{y}

$L_y$ . Lo mismo ocurre con los operadores de espín y momento angular total.

Respuestas (2)

¿Cómo arreglar el eje de cuantización de un átomo?

No sé qué se supone que es el "eje de cuantificación de un átomo". tu determinas $m$ relativo a un eje, pero ese eje no es una propiedad del átomo; literalmente, puede elegir cualquier otro eje y aún así describir el mismo sistema, solo está cambiando la base de su espacio de estados.
@ACuriousMind Obviamente tienes razón... Ahora tiene mucho más sentido. Me quedé completamente atascado y pensé que el $m$ -los valores son propiedades del atomo...
@ACuriousMind, discrepo. Cuando el sistema se encuentra en un estado propio del $L_z$ operador, no puede estar simultáneamente en un estado propio de cualquiera $L_x$ o $L_y$ , como el estado propio de $L_z$ siempre se puede escribir como una superposición lineal de $L_x$ y $L_y$ . Lo mismo ocurre con los operadores de espín y momento angular total.

usuario249087 · Answer 1

En la práctica, como por ejemplo en un experimento de trampa de iones, el eje de cuantificación de los átomos se define aplicando un campo B estático en una dirección conocida. Si no hay campo magnético presente, el espín está en una superposición igual de cada dirección.

mis2cts · Answer 2

La luz polarizada linealmente consiste en una cantidad igual de fotones polarizados circularmente a la derecha y a la izquierda. Una cantidad igual en promedio, es decir, sujeta a fluctuación cuántica. Esto causará, en promedio, una cantidad igual de $\delta m=+1$ y $\delta m=-1$ transiciones, nuevamente sujetas a fluctuaciones. El eje de cuantificación es paralelo a la propagación del fotón. Estos serían $1s \rightarrow 2p_{\pm}$ transiciones, si el hidrógeno se encuentra inicialmente en su estado fundamental.

¿Cómo arreglar el eje de cuantización de un átomo?

usuario224659

una mente curiosa

usuario224659

Arco

Respuestas (2)

usuario249087

mis2cts

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