заборонені лінії

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Система енергетичних рівнів двічі іонізованого кисню і переходи між ними, які породжують емісійні лінії в спектрі. Заборонені переходи показані зеленим кольором.

Заборонені лінії в спектроскопії - спектральні лінії , відповідні квантовим переходам , забороненим правилами відбору , тобто такі переходи заборонені іншими законами, наприклад, законами збереження , але їх вірогідність дуже мала.

Зазвичай забороненими називаються лінії , для яких не виконуються правила відбору для дипольного випромінювання , наприклад лінії, відповідні переходам, дозволеним для квадрупольного або магнітного випромінювання. Такі заборонені лінії пов'язані з переходами між рівнями енергії з однаковою парності , забороненими для дипольного випромінювання. Ймовірності заборонених переходів (у порівнянні з можливостями дозволених дипольних переходів) малі, але не рівні нулю, і в сприятливих умовах інтенсивність заборонених ліній може бути значною.

Інтенсивні заборонені лінії спостерігаються в спектрах туманностей і сонячної корони , а також в спектрі полярних сяйв . Ці лінії довгий час не вдавалося ототожнити ні з одним з відомих хімічних елементів і їх приписували гіпотетичним елементів; лінії в спектрах планетарних (газових) туманностей - « небуло », а лінії в спектрі сонячної корони - « Корона ». У 1920-1930-х роках було показано, що всі раніше неотождествлённие інтенсивні лінії туманностей і сонячної корони є забороненими лініями. Ці заборонені лінії спостерігаються завдяки розрідженості газу в космічних умовах, так як за час життя збудженого стану (значне внаслідок малої ймовірності заборонених переходів, так звані метастабільні стани ) і збуджені атоми за час розпаду метастабільного стану не встигають зіткнутися з іншими частинками і передати їм енергію і , переходячи на нижчі рівні, випускають фотони .

У спектроскопії заборонені лінії прийнято позначати символом елемента із зазначенням ступеня його іонізації римськими цифрами в квадратних дужках, наприклад, метастабільні лінії нейтрального кисню [OI], одноразово іонізованого кисню [O II] і т. Д.

Інтенсивні заборонені лінії в спектрах туманностей належать іонізованним атомам кисню ( O 2 + і O +) і азоту (N +), а заборонені лінії в спектрах сонячної корони - сильно іонізованним атомам заліза (Fe 13+, Fe 12+, Fe 10+ та Fe 9 +) і нікелю (Ni 14+, Ni 12+ та Ni 11+). Всі ці лінії відповідають переходам між рівнями з однаковою парністю, що належить зовнішнім електронним оболонок типу 2p², 2p³ (для іонів кисню та азоту) і типу 3p, 3p², 3p⁴ і Зр⁵ (для іонів заліза і нікелю). Зокрема, сама інтенсивна зелена лінія «Корона» 530,3 нм відповідає квантовому переходу 3p²P 3/2 - 3p²P 1/2 в 13-кратно ионизованном атомі заліза (Fe 13+) [Fe XIV] [1] .

Дослідження інтенсивностей забороненої лінії лежить в основі визначення температур планетарних туманностей.

Заборонені лінії спостерігаються, наприклад, в спектрах B [e] -звёзди .

Примітки

література

  • Ельяшевич М. А. Атомна і молекулярна спектроскопія. - М., 1962.
  • Вайнштейн Л. А., Собельман І. І. , Юков Е. А. Порушення атомів і розширення спектральних ліній. - М., 1979.
  • Борисоглібський Л. А. Заборонені лінії в атомних спектрах // Успіхи фізичних наук. - 1958. - Т. 66. - С. 603-652.