Zakázané čáry

z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Přejít na navigaci Přejít na vyhledávání
Systém energetických hladin dvakrát ionizovaného kyslíku a přechody mezi nimi, což vede ke vzniku emisních čar ve spektru. Zakázané přechody jsou zobrazeny zeleně.

Zakázané čáry ve spektroskopii jsou spektrální čáry odpovídající kvantovým přechodům zakázaným pravidly výběru , to znamená, že takové přechody nejsou zakázány jinými zákony, například zákony o zachování , ale jejich pravděpodobnost je velmi malá.

Obvykle zakázané čáry jsou ty, u nichž nejsou splněna pravidla výběru pro dipólové záření , například řádky odpovídající přechodům povoleným pro kvadrupólové nebo magnetické záření. Takové zakázané čáry jsou spojeny s přechody mezi energetickými hladinami se stejnou paritou , zakázané pro dipólové záření. Pravděpodobnosti zakázaných přechodů (ve srovnání s pravděpodobnostmi povolených dipólových přechodů) jsou malé, ale ne rovno nule, a za příznivých podmínek může být intenzita zakázaných čar značná.

Intenzivní zakázané čáry jsou pozorovány ve spektrech mlhovin a sluneční koróny , stejně jako ve spektru polárních září. Po dlouhou dobu nebylo možné tyto linie ztotožnit s žádným ze známých chemických prvků a byly přičítány hypotetickým prvkům; čáry ve spektrech planetárních (plynných) mlhovin - „ nebulia “, a čáry ve spektru sluneční koróny - „ koróna “. Ve 20. až 30. letech 20. století se ukázalo, že všechny dosud neidentifikované intenzivní linie mlhovin a sluneční koróny jsou zakázané čáry. Tyto zakázané čáry jsou pozorovány v důsledku vzácnosti plynu za kosmických podmínek, protože během životnosti excitovaného stavu (významné kvůli nízké pravděpodobnosti zakázaných přechodů, takzvaných metastabilních stavů ) a excitovaných atomů během rozpadu metastabilní stav nemají čas se srazit s jinými částicemi a přenést na ně energii a přechodem na nižší úrovně vyzařují fotony .

Ve spektroskopii jsou zakázané čáry obvykle označeny symbolem prvku udávajícího stupeň jeho ionizace římskými číslicemi v hranatých závorkách, například metastabilní čáry neutrálního kyslíku [OI], jednotlivě ionizovaného kyslíku [O II] atd.

Intenzivní zakázané čáry ve spektrech mlhovin patří ionizovaným atomům kyslíku ( O 2+ a O + ) a dusíku (N + ) a zakázané čáry ve spektrech sluneční koróny patří silně ionizovaným atomům železa (Fe 13+ , Fe 12+ , Fe 10+ a Fe 9+ ) a niklu (Ni 14+ , Ni 12+ a Ni 11+ ). Všechny tyto čáry odpovídají přechodům mezi úrovněmi se stejnou paritou patřící k vnějším elektronovým obalům typu 2p², 2p³ (pro ionty kyslíku a dusíku) a typu 3p, 3p², 3p⁴ a 3p⁵ (pro ionty železa a niklu). Zejména nejintenzivnější zelená čára „koróna“ 530,3 nm odpovídá kvantovému přechodu 3p²P 3/2 - 3p²P 1/2 ve 13násobném ionizovaném atomu železa (Fe 13+ ) [Fe XIV] [1] .

Studium intenzit zakázané linie je základem stanovení teplot planetárních mlhovin.

Zakázané čáry jsou pozorovány například ve spektrech hvězdy B [e] .

Poznámky

Literatura

  • Elyashevich MA Atomická a molekulární spektroskopie. - M. , 1962.
  • Vainshtein L. A., Sobel'man I. I. , Yukov E. A. Excitace atomů a rozšíření spektrálních čar. - M. , 1979.
  • Borisoglebskiy L.A. Zakázané čáry v atomových spektrech // Uspekhi fizicheskikh nauk. - 1958- T. 66 . - S. 603-652 .