Ejercicio Qüestió 2 · Técnicas Instrumentales UB 2017

Expliqueu el concepte de degeneració energètica i el de regles de selecció en un espectre atòmic. Il·lustreu la resposta utilitzant com a model l'àtom d'hidrogen.

Solución: Degeneració energètica: es produeix quan a un mateix nivell d'energia li corresponen dos o més estats quàntics diferents (descrits per diferents jocs de nombres quàntics). - Exemple en l'àtom d'hidrogen: per al nivell principal $n = 2$, els orbitals $2s$ i $2p$ tenen la mateixa energia en absència de camps externs; en concret, el subnivell $l = 1$ ($2p$) té tres estats degenerats determinats per $m_l = -1, 0, +1$. En canvi, l'estat fonamental ($n = 1, l = 0$) no és degenerat. Regles de selecció: són condicions mecànico-quàntiques (basades en el moment angular del fotó) que determinen quines transicions entre estats estan permeses (amb probabilitat alta i bandes intenses a l'espectre) i quines estan prohibides. Per a l'hidrogen, la regla fonamental per a transicions dipolars elèctriques és $\Delta l = \pm 1$.