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 ti, являются квазидискретными и имеют конечную (малую) ширину
(см. Ширина уровня ).Энергия возбуждённого уровня равна
- суммарная
вероятность всех возможных спонтанных квантовых переходов с уровня i (Аik - 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 (Гi+Гj). Вероятность dwijизлучения фотонов в интервале частот dw при переходе i-j определяется ф-лой:
Для резонансных линий атомов и ионов Е. ш. с. л. равна:
где fij - сила осциллятора перехода i-j, она очень мала по сравнению с частотой перехода wij : Г/wij ~ 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;
Знаете ли Вы, что "тёмная материя" - такая же фикция, как черная кошка в темной комнате. Это не физическая реальность, но фокус, подмена. Реально идет речь о том, что релятивистские формулы не соответствуют астрономическим наблюдениям, давая на порядок и более меньшую массу и меньшую энергию. Отсюда сделан фокуснический вывод, что есть "темная материя" и "темная энергия", но не вывод, что релятивистские формулы не соответствуют реалиям. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
(см. Ширина уровня ).Энергия возбуждённого уровня равна
