Естественная ширина спектральной линии. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Естественная ширина спектральной линии

Естественная ширина спектральной линии - ширина спектральной линии, обусловленная спонтанными квантовыми переходами изолированной квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.). Е. ш. с. л. наз. также радиац. шириной. В соответствии с принципом неопределённости возбуждённые уровни i энергии квантовой системы, обладающие конечным временем жизни t_i, являются квазидискретными и имеют конечную (малую) ширину

(см. Ширина уровня ).Энергия возбуждённого уровня равна

- суммарная вероятность всех возможных спонтанных квантовых переходов с уровня i (А_ik - вероятность перехода на уровень k; см. Эйнштейна коэффициенты ).Если уровень энергии j, на к-рый переходит квантовая система, также является возбуждённым, то Е. ш. с. л. равна (Г_i+Г_j). Вероятность dw_ij излучения фотонов в интервале частот dw при переходе i-j определяется ф-лой:

Для резонансных линий атомов и ионов Е. ш. с. л. равна:

где f_ij - сила осциллятора перехода i-j, она очень мала по сравнению с частотой перехода w_ij : Г/w_ij ~ a³(z+1)² (здесь a=1/137 - постоянная тонкой структуры, z - кратность заряда иона). Особенно малой шириной обладают запрещённые линии. Естественная ширина линии классич. осциллятора с зарядом е, массой т и собств. частотой w₀ равна: Г= 2еw²₀/3mс³. Радиац. затухание приводит также к очень небольшому смещению максимума линии в сторону меньших частот ~Г²/4w₀. Спонтанные квантовые переходы, определяющие конечную ширину уровней энергии и Е. ш. с. л., не всегда происходят с испусканием фотонов. Напр., при определ. условиях могут происходить процессы, сопровождающиеся испусканием одного или неск. электронов (см. Оже-эффект, Ионизация полем). В ряде случаев, напр. в возбуждённых ядрах, автоионизац. состояниях атомов, значения ширин уровней могут оказаться сравнимыми с расстояниями между уровнями энергии; при этом спектр системы можно считать непрерывным.

Литература по естественной ширине спектральных линий

Bashkin S., Stoner J., Atomic energy level and grotrian diagrams, v. 1-3, Amst., 1975-81.

Берестецкий В. Б., Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П., Релятивистская квантовая теория, ч. 1, М., 1968;

Борн M., Атомная физика, пер. с англ., 3 изд., M., 1970;

Вильсон E., Дешиус Д ж., Кросс П., Теория колебательных спектров молекул, пер. с англ., M., 1960;

Давыдов А. С., Квантовая механика, 2 изд., M., 1973;

Ельяшевич M. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, M., 1962;

Зоммерфельд А., Строение атома и спектры, пер. с нем., т. 1-2, M., 1956;

Moore C. E., Atomic energy levels, v. 1-3, Wash., 1949-58;

Гайтлер В., Квантовая теория излучения, [пер. с англ.], М., 1956;

Герцберг Г. Спектры и строение двухатомных молекул, пер. с англ., M., 1949;

Герцберг Г. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул, пер. с англ., M., 1949;

Герцберг Г. Электронные спектры и строение многоатомных молекул, пер. с англ., M., 1969;

Герцберг Г. Спектры и строение простых свободных радикалов, пер. с англ., M., 1974;

Taунс Ч., Шавлов А., Радиоспектроскопия, пер. с англ., M., 1959;

Gordy W., Cook R. L., Microwave molecular spectra, 3 ed., N. Y., 1984;

Wоllrab J. E., Rotational spectra and molecular structure, N. Y.- L., 1967;

Molecular spectroscopy: modern research, v. 1-3, N. Y. - L., 1972-85;

Papousek D., Aliev M. R., Molecular vibratiqnal/rota-tional spectra, Prague, 1982;

Hirota E., High-resolution spectroscopy of transient molecules, B.- [a. o.l, 1985.

Фано У., Фано Л., Физика атомов и молекул, пер. с англ., M., 1980;

Шпольский Э. В., Атомная физика, т. 1, 7 изд., M., 1984;

Е. А. Юков

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.