У́РОВНИ ЭНЕ́РГИИ

У́РОВНИ ЭНЕ́РГИИ, дис­крет­ный ряд зна­че­ний, ко­то­рые мо­жет при­ни­мать энер­гия кван­то­вых сис­тем (ато­мов, мо­ле­кул, атом­ных ядер и др.); од­но из осн. по­нятий кван­то­вой ме­ха­ни­ки. Сис­те­ма, энер­гия ко­то­рой при­ни­ма­ет дис­крет­ные зна­че­ния, со­вер­ша­ет ог­ра­ни­чен­ное в про­стран­ст­ве (фи­нит­ное) дви­же­ние. В за­ви­си­мо­сти от ви­да по­тен­циа­ла сис­те­мы ко­ли­че­ст­во У. э. мо­жет быть как ко­неч­ным, так и бес­ко­неч­ным. Ес­ли сис­те­ма об­ла­да­ет сим­мет­ри­ей, од­но­му зна­че­нию энер­гии мо­жет со­от­вет­ст­во­вать неск. разл. со­стоя­ний; в этом слу­чае го­во­рят, что У. э. вы­ро­ж­де­ны (см. Вы­ро­ж­де­ние в кван­то­вой тео­рии).

Со­во­куп­ность У. э. кван­то­вой сис­те­мы об­ра­зу­ет её энер­ге­ти­че­ский спектр. Ниж­ний У. э., со­от­вет­ст­вую­щий наи­мень­шей воз­мож­ной энер­гии сис­те­мы, на­зы­ва­ет­ся ос­нов­ным, все ос­таль­ные – воз­бу­ж­дён­ны­ми, т. к. для пе­ре­хо­да на эти У. э. не­об­хо­ди­мо воз­бу­дить сис­те­му (со­об­щить ей энер­гию).

Взаи­мо­дей­ст­вие сис­те­мы с фо­то­на­ми, элек­тро­на­ми и др. час­ти­ца­ми мо­жет при­во­дить к пе­ре­хо­дам ме­ж­ду У. э. и воз­ник­но­ве­нию у У. э. ши­ри­ны. Ко­неч­ная ши­ри­на У. э. мо­жет быть обу­слов­ле­на так­же взаи­мо­дей­ст­ви­ем с со­стоя­ния­ми не­пре­рыв­но­го спек­тра, при­во­дя­щим к воз­ник­но­ве­нию ве­ро­ят­но­сти не­ог­ра­ни­чен­но­го дви­же­ния (напр., в ав­то­ио­ни­за­ци­он­ном со­стоя­нии сис­те­мы). Ши­ри­на У. э. свя­за­на с ха­рак­тер­ным вре­ме­нем его жиз­ни не­оп­ре­де­лён­но­стей со­от­но­ше­ни­ем.

Су­ще­ст­во­ва­ние У. э. бы­ло за­ме­че­но в спек­тро­ско­пич. ис­сле­до­ва­ни­ях на ру­бе­же 19–20 вв. От­кры­тый в 1908 ком­би­на­ци­он­ный прин­цип Рит­ца ут­вер­ж­дал, что час­то­ты спек­траль­ных ли­ний оп­ре­де­лён­но­го хи­мич. эле­мен­та мо­гут быть вы­ра­же­ны в ви­де раз­но­стей не­ко­то­рых чи­сел – т. н. спек­траль­ных тер­мов. Впер­вые по­ня­тие «У. э.» вве­де­но Н. Бо­ром в 1913 в ра­бо­те, по­свя­щён­ной тео­рии спек­тра ато­ма во­до­ро­да. В совр. кван­тово­ме­ха­нич. фор­му­ли­ров­ке У. э. фи­зич. сис­те­мы оп­ре­де­ля­ют­ся как собств. зна­че­ния её га­миль­то­ниа­на.