| 词条 | 跃迁几率 |
| 释义 | § 跃迁几率 § 正文 单位时间中这种跃迁的比率，叫做跃迁几率。它是一个有量纲的物理量,单位为秒-1。跃迁几率在研究原子、分子的辐射和原子核的辐射（见α衰变、β衰变、γ跃迁）的过程中是一个基本的物理量，在研究原子、分子光谱以及天体光谱中起着重要的作用。 原子的跃迁伴随着体系能量的改变即辐射过程。辐射过程包括能量的发射和吸收。在发射过程中，原子由较高能态向较低能态跃迁；这时跃迁可能是自发的（自发发射），也可能是受激引起的（受激辐射）。在吸收过程中，原子从外界得到相应的能量，由较低能态跃迁到较高能态。为了描述原子在上能级n和下能级m两个状态间的跃迁几率,A.爱因斯坦引进了三个系数Anm、Bnm和Bnm,分别称为自发发射系数、受激发射系数和吸收系数。自发发射系数 Anm表示原子在单位时间内由上能级n跃迁到下能级m的几率,也称为自发发射跃迁几率,它只与辐射体的性质有关。受激发射的跃迁几率为Anmρ(v)，它除了和由辐射体性质确定的 Anm有关外，还与入射的辐射有关。ρ(v)是入射的辐射在频率vnm处的能量密度，而，En为上能级能量，Em为下能级能量，h为普朗克常数。同样,吸收的跃迁几率为Anmρ(v)，它也与入射的辐射有关。爱因斯坦根据热力学体系平衡的条件得出了Anm、Anm和Anm之间的关系 (1)式中gn和gm分别为上能级n和下能级m的统计权重，с为光速。可以用量子力学理论计算跃迁几率。例如,对于核外只有一个电子的原子氢可以算出它的3p→1s的跃迁几率即：。在考虑较复杂原子的激发态之间的跃迁时，可假设核和内满充壳层电子一起形成一个等效的库仑场。这种近似称为库仑近似。D.R.贝茨和A.达姆格利用库仑近似对周期表中前10个元素的几百条谱线进行了计算，得到的跃迁几率理论值和实验值符合得相当好。另一个广泛使用的是自洽场近似计算法。该方法由D.R.哈特里提出，后来由B.A.福克作了改进。 能级间跃迁所遵循的规则叫做选择定则。不是所有能级之间都能发生跃迁的。遵循选择定则的跃迁叫做容许跃迁，不满足选择定则的跃迁则是禁戒的。但是有些禁戒的跃迁还是可能发生的，只是它的跃迁几率比容许跃迁的跃迁几率要小得多，这种跃迁叫做禁戒跃迁。 在电偶极辐射情况下，能级间的自发发射跃迁的选择定则是 Δl＝±1，Δm＝0,±1， (2)式中Δl表示跃迁时角量子数l的变化，Δm表示跃迁时磁量子数m的变化。这个选择定则适用于单电子原子。 理论计算中采用的种种近似往往会引进误差，并且很难估计误差的程度。因此，必须通过实验来检验理论的正确性。另一方面，对于比较复杂的原子体系，从理论上计算跃迁几率有困难,因此,更需要借助于实验。实验测定跃迁几率是十分重要的，通常利用谱线强度、受激态寿命的测定和谱线的反常色散（见光的色散）等来测定跃迁几率。 自发发射系数Anm的数值范围,强线约为108秒-1,弱线约为 104秒-1或更小。当电偶极跃迁矩阵元等于零时，跃迁可能由磁偶极矩或电四极矩产生，此时的光谱强度约为电偶极跃迁的强度的10-7～10-8。 参考书目 W. L. Wiese, M. W.Smith and B.M.Glennon,Atomic Transition Probabilities, USRDS-NBS4, Washington,D. C.,1966. H.G.Kuhn,Atomic Spectra, Longmans, London,1962. § 配图 § 相关连接 |
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