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Probabilità di transizione |
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Breve introduzione In condizioni adeguate, atomi, molecole e nuclei e altri sistemi possono passare da questo stato a qualsiasi altro stato può passare a questo stato è chiamato transizione. Questo rapporto unità di tempo di transizione, detto probabilità di transizione. Si tratta di una quantità adimensionale, unità di sec -1. Probabilità di transizione atomici nelle molecole di studio, radiazioni e radiazioni nucleari (vedi decadimento α, β decadimento, transizione γ) il processo è una grandezza fisica fondamentale, svolge un ruolo importante nello studio della spettroscopia atomica e molecolare e spettri astronomici.Transizione atomica è accompagnata da cambiamenti nel sistema di energia che è irradiata processo. Il processo prevede una emissione di radiazione energetica e assorbimento. Nel processo di trasmissione, da un più alto stato di energia atomi all'i bassi transizioni di stato di energia; eventualmente transizioni spontanee (emissione spontanea) può anche essere causato da stimolata (emissione stimolata). Nel processo di assorbimento, l'energia di atomi corrispondenti dall'esterno, la transizione da uno stato di energia inferiore ad uno stato energetico superiore. Per descrivere le probabilità di transizione atomiche tra il livello più basso e il livello superiore n m due stati, A. Einstein ha introdotto i tre coefficienti Anm, bnm e bnm, sono chiamati fattore di emissione spontanea mediante emissione stimolata e coefficienti di assorbimento fattore. Coefficiente di emissione spontanea Anm espresso dalla unità atomica di tempo sulla probabilità di transizione al livello n m livello successivo, noto anche come spontanee probabilità di transizione emissione, natura riguarda unicamente il radiatore. Con stimolata probabilità di transizione emissione è Anmρ (v), che in aggiunta e determinata dalla natura del Anm radiatore correlate, ma anche in relazione alla radiazione incidente. ρ (v) è la radiazione incidente ad una densità di energia vnm frequenza, e , En livello superiore di energia, Em per il prossimo livello di energia, h è la costante di Planck. Analogamente, la probabilità di transizione di assorbimento Anmρ (v), che è legato alla radiazione incidente. Secondo le condizioni di equilibrio termodinamico sistema Einstein disegnata rapporto Anm, Anm e Anm tra (1) Dove gn e gm sono le statistiche giusto livello e di livello inferiore m n pesante, с è la velocità della luce. Teoria della meccanica quantistica può essere utilizzato per calcolare le probabilità di transizione. Ad esempio, solo un atomo di idrogeno di fuori delle probabilità di transizione nucleo di elettroni può essere calcolata sue 3p → 1s, ossia: Nel considerare la transizione tra stato eccitato gli atomi più complessi può essere assunto la carica completa all'interno del guscio nucleo e l'elettrone insieme formano un campo di Coulomb equivalente. Questa approssimazione è chiamato il ravvicinamento Coulomb. DR Bates e A. Da Muge Coulomb ravvicinamento delle centinaia di linee prima 10 nella tavola periodica degli elementi sono stati calcolati probabilità di transizione teorica e valori sperimentali ottenuti sono in buon accordo. Un altro diffuso è il calcolo approssimazione di campo autoconsistente. Il metodo proposto dalla DR Hartree e successivamente è stato migliorato con BA Fokker. Le transizioni tra livelli energetici seguite le regole denominate regole di selezione. Non tutte le transizioni possono verificarsi tra i livelli di energia. Seguire le regole di selezione consentono transizioni chiamati transizione, non soddisfano le regole di selezione per la transizione è vietato. Ma alcune transizioni proibite può ancora verificarsi, ma la sua probabilità di transizione che la transizione consentita la probabilità di transizione è molto più piccolo, questa transizione è chiamato transizione proibita. Nel caso di radiazione di dipolo elettrico, transizioni emissione spontanea tra i livelli di energia viene data la possibilità D L = ± 1, Δm = 0, ± 1, (2) dove d L è rappresentata transizione angolari numero quantico l cambiamenti, Δm ha detto che la transizione cambia il numero quantico magnetico m. Regole La selezione per gli atomi a singolo elettrone. Varie calcolo teorico approssimato spesso usato per introdurre errori, ed è difficile stimare l'entità degli errori. Pertanto, la necessità di verificare la correttezza della teoria da esperimenti. D'altra parte, per sistemi atomici più complessi, probabilità di transizione calcolati teoricamente difficile, quindi, necessario l'aiuto di esperimenti. Determinazione sperimentale della probabilità di transizione è molto importante, di solito con intensità spettrale, misurata dalla determinazione della probabilità di transizione e stato eccitato spettro durata di dispersione anomala (vedi dispersione di luce) e così via. Anm campo di valori fattore di emissione spontanea, le linee di contorno di circa 108 secondi -1, la linea di debolezza circa 104 sec -1 o meno. Quando l'elemento di matrice di transizione di dipolo elettrico è pari a zero, la transizione può essere fornita dal momento di dipolo magnetico o quadrupolo elettrico momento generato intensità spettrale in questo momento sulla forza delle transizioni di dipolo elettrico 10-7 a 10-8. Bibliografia WL Wiese, MWSmith e BMGlennon, Atomic Transition probabilità, USRDS-NBS4, Washington, DC, 1966. HGKuhn, Atomic Spectra, Longmans, London, 1962. |
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