प्रकाशिक स्पेक्ट्रा और चयन नियम
प्रकाशिक स्पेक्ट्रा परमाण्विक ऊर्जा स्तरों के बीच विकिरणकारी संक्रमणों से उत्पन्न होते हैं, और चयन नियम—जो कोणीय संवेग और समता के संरक्षण से व्युत्पन्न होते हैं—निर्धारित करते हैं कि कौन से संक्रमण अनुमत हैं और वे कितने प्रबल हैं।
Definition
प्रकाशिक स्पेक्ट्रा असतत तरंग दैर्ध्य के वे सेट होते हैं जिन्हें एक परमाणु उत्सर्जित या अवशोषित करता है जब इलेक्ट्रॉन बंधे हुए स्तरों के बीच संक्रमण करते हैं; चयन नियम क्वांटम संख्याओं पर वे शर्तें होती हैं, जो संक्रमण ऑपरेटर की समरूपता से उत्पन्न होती हैं, जो यह निर्धारित करती हैं कि कोई दिया गया संक्रमण अनुमत है या नहीं।
Scope
यह विषय परमाणुओं और प्रकाश के बीच की अंतःक्रिया को शामिल करता है: स्वतःस्फूर्त और उद्दीप्त उत्सर्जन और अवशोषण, आइंस्टीन गुणांक, संक्रमण द्विध्रुव आघूर्ण और दोलक सामर्थ्य, तथा कक्षीय, प्रचक्रण और कुल कोणीय-संवेग क्वांटम संख्याओं पर विद्युत-द्विध्रुव चयन नियम। यह रेखा सामर्थ्य, जीवनकाल, और अनुमत तथा वर्जित संक्रमणों के बीच के अंतर को भी बताता है, जो परमाण्विक संरचना और प्रेक्षित स्पेक्ट्रा के बीच संबंध प्रदान करता है।
Core questions
- कौन सी भौतिक प्रक्रिया एक स्पेक्ट्रमी रेखा उत्पन्न करती है, और उसकी तीव्रता क्या निर्धारित करती है?
- अवशोषण, स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन और उद्दीप्त उत्सर्जन कैसे संबंधित हैं?
- एक विद्युत-द्विध्रुव संक्रमण में क्वांटम संख्याओं में कौन से परिवर्तन अनुमत हैं, और क्यों?
- एक वर्जित संक्रमण एक अनुमत संक्रमण से किस प्रकार भिन्न है?
Key concepts
- स्वतःस्फूर्त और उद्दीप्त उत्सर्जन
- अवशोषण और आइंस्टीन गुणांक
- संक्रमण द्विध्रुव आघूर्ण
- दोलक सामर्थ्य और रेखा सामर्थ्य
- समता और कोणीय-संवेग चयन नियम
- अनुमत बनाम वर्जित संक्रमण
Key theories
- आइंस्टीन गुणांक
- आइंस्टीन ने स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन, उद्दीप्त उत्सर्जन और अवशोषण दरों को संबंधित करने वाले A और B गुणांकों को प्रस्तुत किया, ब्लैकबॉडी विकिरण के साथ तापीय संतुलन से उनके अनुपातों को निर्धारित किया और लेजर से दशकों पहले उद्दीप्त उत्सर्जन की भविष्यवाणी की।
- विद्युत-द्विध्रुव चयन नियम
- संक्रमण द्विध्रुव मैट्रिक्स तत्व का मूल्यांकन दर्शाता है कि अनुमत विद्युत-द्विध्रुव संक्रमणों के लिए Δl = ±1, Δm = 0, ±1, ΔS = 0, और एक समता परिवर्तन की आवश्यकता होती है, जो फोटॉन द्वारा वहन किए गए कोणीय संवेग के संरक्षण को दर्शाता है।
Clinical relevance
चयन नियम और संक्रमण सामर्थ्य मात्रात्मक स्पेक्ट्रोस्कोपी का आधार हैं जिसका उपयोग प्रयोगशाला और खगोलीय नमूनों में तत्वों की पहचान और माप के लिए किया जाता है, लैंप और लेजर के डिजाइन में, और मेटास्टेबल वर्जित संक्रमणों में जो सबसे सटीक ऑप्टिकल परमाणु घड़ियों में संदर्भ के रूप में कार्य करते हैं।
History
स्पेक्ट्रमी रेखाओं की असततता को उन्नीसवीं शताब्दी के दौरान स्पेक्ट्रोस्कोपिक रूप से सूचीबद्ध किया गया था, लेकिन उनकी तीव्रता सिद्धांत की प्रतीक्षा कर रही थी। आइंस्टीन के 1917 के विकिरण पेपर ने उत्सर्जन और अवशोषण को जोड़ने वाले गुणांकों को प्रस्तुत किया, और 1920 के दशक के अंत में क्वांटम यांत्रिकी और डिराक के विकिरण सिद्धांत के विकास ने संक्रमण ऑपरेटर की समरूपता से चयन नियमों को व्युत्पन्न किया।
Key figures
- Albert Einstein
- Paul Dirac
- Werner Heisenberg
Related topics
Seminal works
- einstein1917
- bransden2003
Frequently asked questions
- क्या एक वर्जित संक्रमण कभी नहीं होता है?
- नहीं। 'वर्जित' का अर्थ है अग्रणी (विद्युत-द्विध्रुव) क्रम के लिए वर्जित। ऐसे संक्रमण अभी भी बहुत कमजोर चुंबकीय-द्विध्रुव या विद्युत-चतुर्ध्रुव तंत्रों के माध्यम से हो सकते हैं, जिससे बहुत लंबे समय तक रहने वाले राज्य उत्पन्न होते हैं जिनकी संकीर्ण रेखाएं सटीक स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए मूल्यवान होती हैं।
- एक विद्युत-द्विध्रुव संक्रमण के लिए समता परिवर्तन की आवश्यकता क्यों होती है?
- द्विध्रुव ऑपरेटर स्थानिक व्युत्क्रमण के तहत विषम होता है, इसलिए संक्रमण सामर्थ्य को परिभाषित करने वाला समाकल तब तक शून्य हो जाता है जब तक कि प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं में विपरीत समता न हो; यह लापोर्ट नियम का मूल है।