37. Полностью запрещенные переходы между состояниями с l = 0.
Можно получить довольно важное правило отбора, а именно что переходы из состояния с
в состояние также с
полностью запрещены для всех порядков мультиполей излучения. Для доказательства этого рассмотрим общий матричный элемент. Заметим, что и
функции только
так как они представляют
-состояния
относится к дифференцированию в направлении поляризации волны. Условие поперечности требует, чтобы к было нормально к
Этот интеграл может быть записан в виде
Так как подынтегральная величина — нечетная функция
то она при интегрировании по
должна равняться нулю. Следовательно, матричный элемент равен нулю для всех порядков мультиполей.
Это правило отбора указывает на возможность метастабильного состояния с очень долгим временем жизни. Например, если, как это бывает для многих атомов, и для основного состояния, и для следующего ближайшего к нему возбужденного состояния
то атом, который попадает в это возбужденное состояние, не может освободиться от своей энергии возбуждения путем излучения и остается возбужденным в течение долгого времени. Атомы водорода и благородных газов, таких, как гелий, неон и аргон, обладают подобного рода метастабильными уровнями.