禁制机制

✍ dations ◷ 2025-12-08 08:40:45 #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

  • 万古霉素万古霉素(Vancomycin,INN)是一种糖肽类抗生素,用来治疗许多细菌感染的抗细菌药抗生素。治疗皮肤感染、败血症、心内膜炎、骨关节感染以及因耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)引起的
  • 性交恐惧症性交恐惧症(英语:Genophobia或Coitophobia)是对性关系和性行为的心理或生理恐惧。 英语的Genophobia,由希腊文名词γένος(genos,意指后代)与φόβος(phobia,意指恐惧)所组成。
  • 上腹壁动脉在人体解剖学中,上腹壁动脉(superior epigastric artery)指的是由内胸动脉(英语:internal thoracic artery)延伸入腹腔的动脉,并会与下腹壁动脉于肚脐形成动脉吻合(英语:anastomoses)
  • 外消旋混合物外消旋混合物(英语:racemic mixture、racemate,或称为 外消旋体)是等物质的量的一对对映体混合后得到的组成物。第一个制得的外消旋体是路易·巴斯德制得的酒石酸的外消旋混合物
  • 罗伯特·G·爱德华兹罗伯特·杰弗里·爱德华兹爵士,CBE,FRS(英语:Sir Robert Geoffrey Edwards,1925年9月27日-2013年4月10日),英国生理学家,生殖医学的先驱者,因“开发体外受精技术”的成就被授予2010年
  • ISO 4缩写ISO 4(信息及文档——标题字词及出版物标题的缩写规则,英语:Information and documentation – Rules for the abbreviation of title words and titles of publications)是规定
  • 胰岛素抗拒胰岛素抵抗(英语:insulin resistance),是指脂肪细胞、肌肉细胞和肝细胞对正常浓度的胰岛素产生反应不足的现象,亦即这些细胞需要更高的胰岛素浓度才能对胰岛素产生反应。在脂肪细
  • 中国互联网络信息中心坐标:39°58′45″N 116°20′07″E / 39.97924°N 116.335293°E / 39.97924; 116.335293中国互联网络信息中心(英语:China Internet Network Information Center,缩写为CNNIC),
  • 三宝颜三宝颜(Zamboanga)是位于菲律宾民答那峨岛三宝颜半岛的一座城市。面积1,483.3849平方公里,人口约60万(2000年)。气候炎热,年平均降水量900毫米。三宝颜建于1635年。该市内有三宝颜
  • 阿巴斯·基亚罗斯塔米阿巴斯·基亚罗斯塔米(波斯语:عباس کیارستمی‎ ,英语:Abbas Kiarostami,1940年6月22日-2016年7月4日),生于德黑兰,是伊朗革命后最有影响力和最引起争论的电影导演、编剧