Большая советсткая энциклопедия Ротатор (в физике)

Ротатор (в физике)

Ротатор [от лат. roto — вращаю (сь)] (в физике), механическая система, состоящая из материальной точки массы m, удерживаемой с помощью невесомого жёсткого стержня на постоянном расстоянии r от неподвижной в пространстве точки О — центра Р. В классической механике возможное движение для Р. — вращение вокруг точки О с моментом инерции I = mr ². Движение Р. происходит в плоскости, перпендикулярной вектору момента количества движения Р. М; энергия Р. Е = М²/2I.

В квантовой механике состояния Р. характеризуются определёнными дискретными значениями квадрата орбитального момента количества движения M_l²= и его проекции на ось квантования z ( — Планка постоянная), где квантовое число l орбитального момента может принимать любое неотрицательное целое значение 0, 1, 2,..., а магнитное квантовое число m при данном l — любое целое значение от —l до +l. Возможные значения энергии Р. равны: , т. е. не зависят от m, так что имеет место (2l + 1)-кратное вырождение уровней по значениям проекции момента.

Р. играет большую роль как идеализированная модель при описании вращательного движения молекул и ядер. В частности, модель Р. используется при описании движения двухатомных молекул, в которых расстояние между атомами — сравнительно мало меняющаяся величина; энергетического состояния вращения молекулы как целого (ротационный спектр молекулы) описываются формулой для энергии квантового Р.

В. Г. Вакс.