2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2
 
 Re: Линия 21 см
Сообщение21.07.2018, 23:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
В наших лабораторных условиях, в отличие от межзвёздного водорода, совершенно другие плотности вещества и совершенно другие температуры.

Каждый отдельный атом - это отдельная квантовая система, со своими уровнями энергии.

Но когда атомы собираются в молекулы, или когда они образуют плотные агрегатные состояния - жидкость, твёрдое тело - у них все их уровни энергии исчезают и меняются на совсем другие. Целой квантовой системой является молекула, или кристалл. Уровни энергии у них совершенно другие.

Кроме этого, огромную роль играет температура. В вакууме и при абсолютном нуле окружающей среды, квантовая система стремится "упасть" на нижний уровень. Но если вокруг высокая температура, то квантовая система получает от среды энергию, и может так же часто переходить на возбуждённые энергетические уровни. Для сравнения энергии и температуры используется постоянная Больцмана, равная 11604,5 кельвин на электронвольт. Таким образом, на нижних уровнях энергии создаётся равновесная заселённость, с одинаково частыми переходами вверх и вниз. Но с достаточно высокого уровня (в сравнении с температурой среды) всё равно квантовая система стремится "свалиться".

Плотность приводит к частым столкновениям атомов или молекул между собой. Из-за этого часто происходят безызлучательные переходы - в которых не излучается и не поглощается фотон, а просто энергия передаётся от одного атома к другому, и / или поглощается или выделяется кинетическая энергия частиц. Кроме этого, плотность может сместить химическое равновесие: в межзвёздной среде атомы могут долго существовать, не соединяясь в какие-то молекулы, просто потому, что никак не могут найти "партнёра". В земных лабораторных условиях такого не бывает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Линия 21 см
Сообщение22.07.2018, 07:28 
Заслуженный участник


28/12/12
7740
Munin в сообщении #1328142 писал(а):
постоянная Больцмана, равная 11604,5 кельвин на электронвольт

(Оффтоп)

Это $1/k$.

 Профиль  
                  
 
 Re: Линия 21 см
Сообщение22.07.2018, 11:00 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Разумеется, но важно именно соотношение между двумя единицами измерения. Уровни мы часто знаем в эВ, а температура нам понятна в К. И постоянная Больцмана связывает эти две шкалы, а как её применять - ясно из размерности.

Например, энергия перехода $\mathrm{L}_\alpha$ в атомарном водороде 10,2 эВ соответствует температуре порядка 100 тысяч градусов, и мы сразу видим, что при комнатной температуре атомы водорода не будут возбуждены никак. Для них комнатная температура - это практически "абсолютный нуль". (Аналогичный результат можно получить, если сравнить длины волн спектральных линий атома водорода, и планковский спектр при нашей комнатной температуре - имеющий максимум в инфракрасной области.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Линия 21 см
Сообщение22.07.2018, 18:04 


16/07/18
13
Munin, DimaM, спасибо большое!

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 19 ]  На страницу Пред.  1, 2

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group