Уточнить по невырожденность колебательных уровней…

Вопросы лекторуРубрика: Общие вопросыУточнить по невырожденность колебательных уровней…
0 +1 -1
Олег спросил 6 лет назад

Добрый день Михаил Валерьевич,
Мне хотелось бы уточнить про вырожденность колебательных уровней энергии. И учебниках и в лекциях говорится, что вырожденности колебательных уровней равны единице. Я хочу понять почему так. Вот почему я спрашиваю:
В молекуле CO2, например, есть два деформационных колебания одной симметрии во взаимно перпендикулярных плоскостях (xz и yz). Оба колебания имеют одну и ту же энергию и дают одну и ту же полосу в ИК спектре. Я помню когда решал задачи на поиски колебаний в молекулах (по точечным группам симметрии), когда находилось несколько “однотипных” колебаний, их называли вырожденными. Если решать задачу про молекулы других геометрических форм, то там тоже могут найтись колебания, которые выглядят внешне совершенно одинаково, но происходят просто в разных плоскостях, то есть они как бы “вырожденные” по энергии. Но почему мы тогда говорим, что вырожденности всех колебательных уровней равны единице? Ведь есть же колебания с одной и той же энергией, которые дают одну общую полосу в спектрах.
Или, поскольку это очень индивидуально и для разных молекул по-разному, поэтому говорим что в общем случае вырожденность всех уровней = 1, но при этом считаем что могут быть несколько уровней с одинаковой энергией в индивидуальных молекулах в зависимости от их строения?
Спасибо!
Олег
 
 

Этот сайт защищен reCAPTCHA и применяются Политика конфиденциальности и Условия обслуживания применять.

Срок проверки reCAPTCHA истек. Перезагрузите страницу.

1 ответ
0 +1 -1
Михаил Валерьевич Коробов Админ. ответил 6 лет назад

Олег,  да, вы правы. Бывают, конечно, колебания с одинаковой частотой, и это вырожденность в самом прямом смысле.
Вырожденность уровней вращательной энергии (жесткий ротатор)  определяется однозначно вращательным квантовым числом. Для любого уровня вы можете в этом случае предсказать вырожденность. Для колебательных уровней такой связи нет. Все, как вы правильно пишете, определяется симметрией молекул. Для данной частоты возникает система уровней с вырожденностью единица. Если в молекуле есть две одинаковых частоты, то вы получите две одинаковых серии колебательных уровней. 
В статтермодинамике в формуле для подсчета вращательной суммы по состояниям стоят вырожденности, определяемые квантовым числом. А в формулах для колебательных сумм вырожденности как бы равны единице. Суммы для каждой частоты считаются отдельно. Есть две одинаковых частоты, значит, будут две одинаковых суммы. 
Вот, в каком смысле говорят об отсутствии вырожденности колебательных уровней.

Oleg ответил 6 лет назад

Всё понял, спасибо! 🙂

Этот сайт защищен reCAPTCHA и применяются Политика конфиденциальности и Условия обслуживания применять.

Срок проверки reCAPTCHA истек. Перезагрузите страницу.

Ваш ответ

20 + 4 =