Курс общей астрофизики. Постнов К.А - 176 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

176
Приложение C. Взаимодействие излучения и вещества
вый) уровень, то результат рекомбинации – объединение иона
и электрона в возбужденный атом (рекомбинационное возбужде-
ние). Последующие каскадные переходы вниз рождают серии спек-
тральных линий. Такое излучение называют рекомбинационным
(основной механизм излучения областей HII). Оно происходит
не за счет тепловой энергии среды, а за счет энергии ионизиру-
ющих квантов, часть которой переходит во внутреннюю энергию
атома и излучается. Поэтому уносимая таким излучением энергия
не приводит к остыванию газа. Более сложный двухэтапный про-
цесс – диэлектронная рекомбинация, при которой электрон снача-
ла возбуждает атом (ион) (т.н. автоионизационное состояние) с по-
следующей ионизацией или радиативным каскадом. В последнем
случае среда эффективно охлаждается, т.к. в излучение переходит
практически вся кинетическая энергия сталкивающегося с атомом
(ионом) электрона. Особенно важна при достаточно высоких тем-
пературах плазмы.
C.2. Признаки полного термодинамического равновесия
Для космической плазмы термодинамическое равновесие (ТР)
означает, что одновременно выполняются следующие соотноше-
ния, определяемые одним общим параметром – температурой T :
1. Максвелловское распределение частиц по скоростям
f(v)dv =4π
m
2πkT
3/2
v
2
e
−
mv
2
2kT
dv.
2. Больцмановское распределение частиц по энергиям, которое
для заселенности атомных уровней с номерами i и j (cоот-
ветственно, с энергиями E
i
и E
j
и статвесами g
i
и g
j
)записы-
вается в виде
n
i
n
j
=
g
i
g
j
e
−(E
i
−E
j
)/kT
.
176       Приложение C. Взаимодействие излучения и вещества

вый) уровень, то результат рекомбинации – объединение иона
и электрона в возбужденный атом (рекомбинационное возбужде-
ние). Последующие каскадные переходы вниз рождают серии спек-
тральных линий. Такое излучение называют рекомбинационным
(основной механизм излучения областей HII). Оно происходит
не за счет тепловой энергии среды, а за счет энергии ионизиру-
ющих квантов, часть которой переходит во внутреннюю энергию
атома и излучается. Поэтому уносимая таким излучением энергия
не приводит к остыванию газа. Более сложный двухэтапный про-
цесс – диэлектронная рекомбинация, при которой электрон снача-
ла возбуждает атом (ион) (т.н. автоионизационное состояние) с по-
следующей ионизацией или радиативным каскадом. В последнем
случае среда эффективно охлаждается, т.к. в излучение переходит
практически вся кинетическая энергия сталкивающегося с атомом
(ионом) электрона. Особенно важна при достаточно высоких тем-
пературах плазмы.


C.2. Признаки полного термодинамического равновесия
   Для космической плазмы термодинамическое равновесие (ТР)
означает, что одновременно выполняются следующие соотноше-
ния, определяемые одним общим параметром – температурой T :

  1. Максвелловское распределение частиц по скоростям

                                  m 3/2        mv 2
                  f (v)dv = 4π            v 2 e− 2kT dv.
                                  2πkT


  2. Больцмановское распределение частиц по энергиям, которое
     для заселенности атомных уровней с номерами i и j (cоот-
     ветственно, с энергиями Ei и Ej и статвесами gi и gj ) записы-
     вается в виде
                         ni   gi
                            = e−(Ei −Ej )/kT .
                         nj   gj

Страницы