禁制机制

✍ dations ◷ 2024-12-23 01:17:50 #原子核物理学,量子力学,天文光谱学,光谱学

禁制机制(禁线或禁制跃迁)是光谱学在与原子核、原子或分子的吸收与发射相关谱线中,经历特定选择规则(英语:selection rule)不被允许,但如果未进行与该相关联近似值的情况下,则被允许产生的谱线。例如这样的情况,根据通常的近似值(像是与光相互作用的电偶极近似值),该过程不可能发生,但在高阶的逼近状态下(像是磁偶极或电四极子)这种过程是允许的,但速率要低得多。

在黑暗中发出磷光的材料就是一个例子:吸收光并形成激发状态,但它的衰变涉及自旋翻转,因此在电偶极的跃迁是被禁制的。结果是在几分钟或几小时内缓慢的发出磷光。

尽管这种跃迁在名义上是被禁制的,但如果原子核、原子或分子被提升到激发状态,只是其自发发生的可能性很小。更确切的说,这种激发实体有可能在每单位时间向较低能量的激发状态进行禁制跃迁;根据定义,这种跃迁的概率远低于选择规则所允许的任何一种跃迁。因此,如果可以通过允许的跃迁(或者其它的方式,例如经由碰撞)消除激发状态,就几乎可以肯定在进行禁制跃迁之前,会通过任何的跃迁去除激发状态。然而,大多数的禁制跃迁只是相对的不太可能:只能以这种方式衰变的状态(称为准稳度(英语:metastability)状态)通常具有存留期,数量级为毫秒到秒;而经由允许的选择规则跃迁衰变时间小于一微秒。在一些放射性衰变系统中,多级别的禁制跃迁可以使每个附加单元的寿命延长许多数量级,而使系统的变化超出选择规则所允许的范围。这种激发状态可以持续数年,甚至数十亿年(太长而无法衡量)。

在极低密度的气体、等离子体,也就是在外太空或地球极端上层大气(英语:Near space)中可以观测到禁线。在太空的环境,每立方公分可能只有几颗原子,使得原子之间很难发生碰撞。在这样的条件下,无论是什么原因,一旦原子或分子被激发至准稳度状态,几乎就可以肯定会经由禁线辐射光子来释放能量。虽然准稳度状态相当罕见,但禁制跃迁发射出的光子在太空中超低密度的气体中却占了很大比例。禁制跃迁在高电荷态离子中可以产生可见光、真空紫外线、软X射线、和硬X射线的光子;在某些实验,像是电子束离子阱(英语:Electron beam ion trap)和离子储存环(英语:Storage ring)的例行观测中都能检测到。在这两种情况下,气体的密度都非常低,在产生禁线发射之前,被激发的原子不会与其它的原子发生碰撞而被再激发。使用激光光谱技术,禁制跃迁可以用来稳定目前可用的有着最高精度的原子钟和量子钟(英语:Quantum clock)。

氮(在654.8和658.4 奈米)、硫(在671.6和673.1奈米)、和氧(在372.7奈米,在495.9和500.7奈米)的禁线,是在天体物理等离子体中最常观测到的。这些谱线在行星状星云和电离氢区的能量平衡(英语:Energy economics)上非常的重要。氢的21公分线让很冷的中性氢能被看见,因此在电波天文学中特别重要。同样的,在金牛T星光谱线中的和的禁线,意味着气体的密度非常的低。

原子或分子的禁线跃迁会在其符号的前后加上方括号作为识别,例如或。

相关

  • 图像处理small/small图像处理是指对图像进行分析、加工、和处理,使其满足视觉、心理或其他要求的技术。图像处理是信号处理在图像领域上的一个应用。当前大多数的图像均是以数字形式存储,因而图像
  • Jori, Alberto阿尔贝托·约里(意大利语:Alberto Jori,1965年7月2日-),意大利历史学家、哲学家,目前是德国杜宾根大学哲学系的教授。他同时也是亚里斯多德哲学的专家,在2003年,他借由关于亚里斯多德
  • The Australian《澳大利亚人报》(英语:The Australian)是澳大利亚销量最高的大报。日报流通量11万6千份,周末版流通量25万5千份。 该报2017年9月推出中文版。《澳大利亚人报》由新闻集团旗下的
  • 返老还童回复青春是一种假设中通过逆转老化的过程,使老人变回年轻人一样。在历史上很多人都希望可以回复青春。回复青春也就是要改变了人的年纪越老,健康会转坏的自然现象。依目前认知
  • 兼容字元当讲解和谈论统一码和UCS时,经常提到“兼容字符”这个字眼。兼容字符是指统一码联盟主张不要使用的图像式字符,正如统一码联盟所说:若不是为了与其他标准间兼容和能够双向对应
  • 街口支付街口电子支付股份有限公司,简称街口电子支付,为街口金融科技股份有限公司的全资子公司,是中华民国电子支付系统业者之一,旗下有街口支付支付系统。于2015年由胡亦嘉所创立,2018年
  • 小贝尔特桥小贝尔特桥(Gamle Lillebæltsbro),又称旧小贝尔特桥,是位于丹麦小贝尔特海峡上的一座桥梁。小贝尔特桥是小贝尔特海峡上第一座跨海大桥,由Monberg & Thorsen公司修建,在1935年5月
  • 卡氏带凯氏带(英语:Casparian strip)是高等植物内皮层细胞径向壁和横向壁的木栓化和木质化的带状增厚部分,主要功能是阻止水分向组织渗透,控制着皮层和维管束之间的物质运输。其宽度随
  • 两江总督两江总督(满语:ᡤᡳᠶᠠᠩᠨᠠᠨ ᡤᡳᠶᠠᠩᠰᡳ ᡠᡥᡝᡵᡳ ᡴᠠᡩᠠᠯᠠᡵᠠ ᠠᠮᠪᠠᠨ,穆麟德:giyangnan giyangsi uheri kadalara amban),正式官衔为总督两江等处地方提督军
  • 约翰尼斯·菲比格约翰尼斯·安德列斯·格列伯·菲比格(Johannes Andreas Grib Fibiger,1867年4月23日-1928年1月30日)是一位丹麦科学家,曾获1926年度的诺贝尔生理学或医学奖(1927年颁发)。菲比格声