禁制机制

✍ dations ◷ 2025-12-08 23:24:03 #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

  • 乳牙乳牙,又称奶牙,是人类和很多动物的第一套牙齿。脱落后再生的牙齿称为恒齿。人类的乳牙有20颗,比恒齿小,表面珐琅质薄。按生长顺序为:婴儿一般6个月左右开始长乳牙,约2岁半完成过程
  • 呼吸系统肿瘤肺部肿瘤是肺部的赘生性肿瘤,包括:肺/肺系统的原发肿瘤(英语:Primary tumor):可能长在肺部的非肺肿瘤:转移或其他来源的继发肿瘤:
  • 黄埔条约《黄埔条约》(法语:Traité de Huangpu或traité de Whampoa)又称《中法五口通商章程》,是法国与清朝签订的一个不平等条约。1844年(道光二十四年),清朝政府代表两广总督耆英与法国
  • 反政府示威活动2011年巴林反政府示威活动为从2011年2月14日开始持续至2011年底发生在巴林的示威活动,为2010-2011年阿拉伯世界的反政府示威的一部分。初期示威者要求政府提供体面的工作和生
  • 挤喉音挤喉音(Ejective Consonant、放出音、紧喉音、紧喉辅音)属于非肺部气流音,也称“喷音”,是在发出清音后同时关闭声门。在一些语言的音韵中,挤喉音可能区分送气或不送气。此外,一些
  • kx清软颚塞擦音是一种辅音,使用于一些口语中,国际音标(IPA)记作⟨k͡x⟩或⟨k͜x⟩,X-SAMPA音标则写作k_x。其中间的弧线可以省略,则音标可以分别改写作⟨kx⟩(IPA)和kx(X-SAMPA)。一些
  • 生物多样性研究中心生物多样性研究中心可以指:
  • 舰艇一览大日本帝国海军舰艇列表是明治维新至太平洋战争(大东亚战争/第二次世界大战 )终结之前期间,大日本帝国海军拥有、或计划拥有的舰艇一览。另外,属于陆军船舶兵拥有的船舶请参考
  • 师可以指:
  • 痘病毒科亚科 痘病毒脊索亚科(Chordopoxvirinae)    正痘病毒属(Orthopoxvirus)    副痘病毒属(Parapoxvirus)    禽痘病毒属(Avipoxvirus)    山羊痘病毒属(Capripoxvi