1tom - 0217.htm
294
ш тн
О
f
о
ct
О
о.
О
СС
о
реакций очень велики по сравнению со скоростью первой реакции В, ц. Поэтому 2D, 3He, 7Be, 7Li и ЫВ не накапливаются в сколько-нибудь заметных количествах. Примерно в 70% всех случаев В. ц, заканчивается ветвью I, в 30% ≈ ветвью II, а на долю ветви III приходится менее 0,1% случаев. В последней строке табл. привед╦н итог В. ц.: каждая ветвь заканчивается образованием ядра 4Не из четыр╦х протонов с испусканием двух нейтрино. При этом выделяется энертия 26,73 МэВ, из к-рой в ср. ок. 0,6 МэВ уносят нейтрино, В недрах звезд при Г^18-10*К с В. ц. конкурирует углеродно-азотный цикл.
Лит.; Ядерная астрофизика, пор, с англ., М., 1986.
Д. К. Надежин.
ВОДОРОДОПОДОБНЫЕ АТОМЫ ≈атомы (ионы), состоящие, подобно атому водорода, из ядра и одного электрона. К ним относятся ионы элементов с ат. номером Zr^2, потерявшие все электроны, кроме одного: Не + , Li + 2, В'н*,. . . Вместо с водородом они образуют простейший изоэлектронный ряд. Уровни энергии (и спектры) В. а. подобны водородным, отличаясь от них масштабом энергий (и частот) переходов в Z2 раз
(см. Атом).
Системы, подобные В. а., образуют атомное ядро и мезон (мезоатом), а также электрон н позитрон (позитроний); для УТИХ систем так/ко получаются аналогичные водородным уровни анергии и спектры. ВОЗБУЖДЕНИЕ АТОМА И МОЛЕКУЛЫ ≈ квантовый переход атома или молекулы с более низкого (напр., основного) уровня энергии па болое высокий при поглощении ими фотонов (фотовозбуждение) или при столкновениях с электронами и др. частицами (возбуждение
ударом). _.
Под действием света относительно слабой интенсивности В. а. и м. происходит в результате поглощения одного фотона частоты v и энергии kv=--Sf≈£fe, где $i и Sfr ≈ энергии нач. и конечных уровней энергии атомной"системы (с уч╦том ширины уровней). Сечение фотопоглощения равно:
≈ ≈ ≈ ╧
где К ≈ длина волны света, # и g' ≈ статнстич. веса начальных и конечных уровней энергии; безразмерная величина av ≈ вероятность спонтанного испускания, приходящаяся на единичный интервал частот, зависящая от сорта атомов и характерист!::* уровней энергии Si и 8k>
В поле лазерного излучения возможно возбуждение с одноврем. поглощением нес-к. фотонов, суммарная энергия к-рых равна энергии перехода в атоме или молекуле @i ≈ &tt (CM- Многофотонные процессы).
При столкновениях с электронами и др. атомными частицами элементарный акт В. а. и м. характеризуется сечением возбуждения а, зависящим от строения сталкивающихся частиц и скорости их относит, движения и (см. Столкновения атомные). Для анализа кинетики возбуждения используется величина, паз, скоростью возбуждения:
= \\ Е?/; (У) а (У) du,
300
где F(v) ≈ ф-ция распределения по скоростям возбуждающих частиц. Кннетич. энергия частиц, равная энергии перехода в атоме (молекуле), наз. пороговой. При возбуждении нейтральных атомов (кроме водорода) электронами пороговой энергии о равно нулю. С ростом энергии электронов вплоть до значений порядка 2≈5 пороговых (в зависимости от строении электронных оболочек) а возрастает, а при больших энергиях начинает убывать, На возрастающей части кривой зависимости a от энергии электронов возможно наличие нсск, максимумов, связанных с интерференцией разл. квантовых состояний атома (с.и. Интерференция состояний}.
Для атома водорода сечения возбуждения конечны и при пороговых значениях энергии электронов, что свя-
зано с наличием вырождения уровней с разл. значениями \ орбитального квантового числа (рис. 1). Для всех положит, ионов сечения а возбуждения также конечны при пороговых значениях энергии электронов вслед- | стзио дальнодействующсго взаимодействия между ионом и внеш. электроном.
Возбуждении атомов в столкновениях с ионами и др. атомами эффективно при кинетич. энергии сталкивающихся частиц ~ 100 эВ и выше. При меньших энергиях они крал не малы и в области пороговых энергий
Рис. 1, Сечение возбуждения перехода 1≈2 в ато.ме водорода при столкновении с электронами в иашюимости от энергий электронов; точки ≈ ак-спер им гнталъные данные, сплошная кривая ≈ теоретическая.
20 30 40 50 7Q Ш 200 300 500 ЮОО Энергия электронов, э8
экспериментально не наблюдались. Качеств, подобие сечении межатомных столкновений сечениям электронно-атомных столкновений реализуется в масштабе скоростей относит, движения ≈ при скоростях порядка и больше скоростей орбитальных электронов. При меньших скоростях (т. н. медленных столкновениях) механизм возбуждения объясняется образованием киаяимо-ликулы в процессе столкновения и переходом электронов между молекулярными уровнями янсргии. На рис. 2 показано сечение возбуждения перехода 1≈2 в атоме водорода протонным ударом.
Возбуждение молекул при атомных столкновениях характеризуется большим многообразием процессов в связи с наличием колебат. и вращат. структуры их уровней энергии. Возбуждение электронных переходов (при усреднении по колебательно-вращат. состояниям) в целом описывается томи же закономерностями, что и возбуждение атомов. Колебат. и элсктронно-колебат. переходы исследованы полнее, чем вращательные.
Рис. 2. Сече- т нио возбуждения -перехода 1≈2 в , атоме водорода ; при столкновении с протонами в :ча- 4 висимости от эшф- ; гии протопоп;точки ≈ экспериментальные данные, сплошная кри- ( вал ≈ теоретическая.
1,0
о.в
0,6
0,4
0,5 Г 2 5 Ю 20 Энергия протонов, кэВ
50
В атомно-молскулярных столкновениях могут возбуждаться обе сталкивающиеся частицы. К образованию атомов (и молекул) в возбужд╦нном состоянии может приводить также фотодиссоциация молекул (см. Диссоциация молекулы), перезарядка ионов при столкновении с атомами [3] и молекулами.
Лит.: Собельыан И. И,, Введение в теорию атомных спектров, М,, 1!)77; Делоне Н. Б., К р айнов В, П., Атом н сильном световом поле, М., 1978; Друкарев Г. Ф.,
")
}
