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高激发原子的级联衰变

已有 2676 次阅读 2017-2-22 21:00 |个人分类:物理|系统分类:科研笔记

考虑一个处在n=100,l=1的轨道上的氢原子。这个原子会通过放出一个光子,退激发到相对较低的激发态上。问题是,存在数量庞大的轨道供其选择(即便考虑选择定则),比如原子可以跃迁到某n=99的轨道,或者某n=10的轨道,或者直接到n=1的基态。假设原子跃迁到n=90的轨道,接下来它可以放出第二个光子,往更低的轨道跃迁。所以,这是个复杂的级联过程。

现在的问题是,在这整个过程中,平均而言,放出多少个光子?

我们注意到n=2,l=0那个轨道很特别。它是个激发态,但是由于选择定则,它无法通过一个单光子过程往基态跃迁,所以它的寿命相当长,我们可以把它当成第二个基态。那么,最终原子有多少几率落到这个亚稳态?


注1:有人说用实验模拟。个人期待还是理论模拟。实验的话,l=1的态好制备,l=60的态就不好制备了。

注2:l=n-1的情况很简单。只有一个衰变通道,即每次n和l各减一。



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