Ширина уровня

Определение "Ширина уровня" в Большой Советской Энциклопедии

Ширина уровня, неопределённость энергии квантовомеханической системы, обладающей дискретными уровнями энергии E_k (атома, молекулы, атомного ядра), в состоянии, которое не является строго стационарным. Ширина уровня (DE_k), характеризующая размытие уровня энергии, его уширение, зависит от средней длительности пребывания системы в данном состоянии - времени жизни на уровне (t_k) и, согласно неопределённостей соотношению для энергии и времени, равна DE_k »  (- Планка постоянная). Для строго стационарного состояния системы t_k = ¥ и DE_k=0. Время жизни t_k, а следовательно, и Ширина уровня обусловлены возможностью квантовых переходов системы в состояния с меньшей энергией. Для свободной системы (например, для изолированного атома) спонтанные излучательные переходы с уровня E_k на нижележащие уровни E_i (E_i < E_k) определяют радиационную, или естественную, Ширина уровня: (DЕк) _рад » A_k, где  - полная вероятность спонтанного испускания с уровня E_k, A_ki - Эйнштейна коэффициенты для спонтанного испускания. Уширение уровня может быть вызвано также спонтанными безызлучательными переходами, например для радиоактивного атомного ядра - его альфа-распадом. Ширина атомного уровня очень мала по сравнению с энергией уровня. В других случаях (например, для возбуждённых ядер, вероятность квантовых переходов которых обусловлена испусканием нейтронов и очень велика) Ширина уровня может стать сравнимой с расстоянием между уровнями. (Если Ширина уровня превышает эти расстояния, энергетический спектр системы становится непрерывным.)

Любые взаимодействия, увеличивающие вероятность перехода системы в др. состояния, приводят к дополнительному уширению уровней. Примером может служить штарковское уширение уровней атома (иона) в плазме в результате его столкновения с ионами и электронами. В общем случае полная Ширина уровня пропорциональна сумме вероятностей всех возможных переходов с этого уровня - спонтанных и вызванных различными взаимодействиями.
Ширина уровня определяет ширину спектральных линий.
Лит. см. при ст. Ширина спектральных линий.
  М. А. Ельяшевич.