ОТБОРА ПРАВИЛА

ОТБОРА ПРАВИЛА правила, определяющие
возможные квантовые переходы для атомов, молекул, атомных ядер,
взаимодействующих элементарных частиц и др. О. п. устанавливают, какие
квантовые переходы разрешены (вероятность перехода велика) и какие запрещены
- строго (вероятность перехода равна нулю) или приближённо (вероятность
перехода мала); соответственно О. п. разделяют на строгие и приближённые.
При характеристике состояний системы с помощью квантовых чисел О. п. определяют
возможные изменения этих чисел при переходе рассматриваемого типа.

О. п. связаны с симметрией квантовых систем,
т. е. с неизменностью (инвариантностью) их свойств при определённых преобразованиях,
в частности координат и времени, и с соответствующими сохранения законами.
Переходы
с нарушением строгих законов сохранения (напр., энергии, импульса, момента
количества движения, электрич. заряда и т. д. замкнутой системы) абсолютно
исключаются.

Для излучат, квантовых переходов между
стационарными состояниями атомов и молекул очень важны строгие О. п. для
квантовых чисел J и mопределяющих возможные
значения полного момента количества движения М и его проекции Мпо
правилам квантования: М² = h²J (J + 1),Mпти mj - целые или полуцелые
числа, причём m=J,
J - 1, ... .... -
J;
см. Квантовые числа). Эти правила связаны с равноправием в пространстве
всех направлений (для любой точки - сферическая симметрия) и всех направлений,
перпендикулярных выделенной оси z (аксиальная симметрия), и соответствуют
сохранению момента количества движения и его проекции на ось z. Из
законов сохранения полного момента количества движения и его проекции для
системы, состоящей из микрочастиц и из испускаемых, поглощаемых и рассеиваемых
фотонов, следует, что при квантовом переходе
J и mмогут изменяться в случае электрич. и магнитного дипольных излучений
(см. Излучение электромагнитное) лишь на 0, ±1, а в случае электрич.
квадрупольного излучения (а также в случае комбинационного рассеяния
света) - на 0, ± 1, ±2.

Другое важное О. п. связано с законом сохранения
полной чётности для изолированной квантовой системы (этот закон
нарушается лишь слабым взаимодействием элементарных частиц). Квантовые
состояния атомов, всегда имеющих центр симметрии, а также тех молекул и
кристаллов, к-рые имеют такой центр, делятся на чётные и нечётные по отношению
к пространств, инверсии (отражению в центре симметрии, т. е. к преобразованию
координат х' -> -х, у' -> -у, z' -> -z); в
этих случаях справедлив т. н. альтернативный запрет для излучат. квантовых
переходов: для электрич. дипольного излучения запрещены переходы между
состояниями одинаковой чётности (т. е. между чётными или между нечётными
состояниями), а для дипольного магнитного и квадруполыюго электрич. излучений
(и для комбинационного рассеяния) запрещены переходы между состояниями
различной чётности (т. е. между чётными и нечётными состояниями). В силу
этого запрета можно наблюдать, в частности в атомных спектрах астроном
ич. объектов, линии, соответствующие магнитным дипольным и электрич. квадрупольным
переходам, обладающим очень малой вероятностью по сравнению с дипольными
электрич. переходами (т. н. запрещённые линии).

Наряду с точными О. п. по У и mсущественны
приближённые О. п. при дипольном излучении атомов для квантовых чисел,
определяющих величины орбитальных и спиновых моментов электронов и проекций
этих моментов. Напр., для атома с одним внешним электроном азимутальное
квантовое число l, определяющее величину орбитального момента электрона
MМ²2l(l+1), может изменяться на
± 1 (дельта l = 0 невозможно, т. к. состояния с одинаковыми
/ имеют одинаковую чётность: они чётные при чётном l и нечётные
при нечётном l). Для сложных атомов квантовое число L,
определяющее
полный орбитальный момент всех электронов, подчинено приближённому О. п.
дельта L = О, ±1, а квантовое число S, определяющее полный
спиновый момент всех электронов (и мулътиплетностъ n = 2S+1),-
приближённому О. п. дельта S = 0, справедливому, если не учитывать спин-орбитальное
взаимодействие. Учёт этого взаимодействия нарушает последнее О.п.,
и появляются т. н. интеркомбинационные переходы, вероятности к-рых тем
больше, чем больше атомный номер элемента.

Для молекул имеются специфич. О. п. для
электронных, колебат. и вращат. молекулярных спектров, определяемые
симметрией равновесных конфигураций молекул, а для кристаллов - О. п. для
их электронных и колебат. спектров, определяемые симметрией кристаллич.
решётки (см. Спектроскопия).

В физике элементарных частиц, кроме общих
законов сохранения энергии, импульса, момента количества движения, имеются
дополнит, законы сохранения, связанные с симметриями фундаментальных взаимодействий
частиц - сильного, электромагнитного и слабого. Процессы превращения элементарных
частиц подчиняются строгим законам сохранения электрич. заряда О. барионного
заряда В и, по-видимому, лептонного заряда L, к-рым соответствуют
строгие О. п.: дельта Q = дельта В = дельта L = 0. Существуют также
приближ. О. п. Из изотопической инвариантности сильного взаимодействия
следует О. п. по полному изотопич. спину I, дельта I = 0; это О. п. нарушается
электромагнитными и слабыми взаимодействиями. Для сильного и электромагнитного
взаимодействий справедливо О. п. по странности S, дельта S = 0; слабые
взаимодействия протекают с нарушением этого О. п.: |дельта S|= 1. Как было
отмечено выше, в процессах, вызванных слабым взаимодействием, нарушается
также закон сохранения пространств, чётности, справедливый для всех др.
видов взаимодействий. Имеются и др. О. п. См. Элементарные частицы.
Об
О. п. в ядерной физике см. Ядерная спектроскопия.

Лит. см. при статьях Атомная
физика, Молекулярные спектры. Элементарные частицы. М- А, Ельяшевич.