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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 原子、分子&光学 » 关于几个原子发光的问题请教一下，有金币
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jww094698

金虫 (著名写手)

[求助] 关于几个原子发光的问题请教一下，有金币

在看激光原理的时候，遇到以下几个问题，本人学机械的，有点不太专业，故到此地问问，有金币，问题如下：
（1）原子外层电子层，分为k、l、m、n等，其中又有s、p、d等亚轨道层；
（2）那么激光原理中，电子层的跃迁，是指的轨道层之间的跃迁还是指亚轨道层的跃迁？
（3）一个电子的跃迁，是否只释放一个光子？如果发射一个光子，那么是在跃迁的一开始释放光子，还是跃迁结束后释放的电子？
（4）在发光学上有一个原子发光时间t的概念，则t*c（光速）为发射光子的波列长度，那么问题就来了，如果一次电子跃迁只发射一个光子，那么这个波列长度应该怎么理解呢？还有就是发光时间是不是指的电子从高轨到低轨的跃迁时间？
（5）轨道层的确定，靠的是电子云等统计学的原理，那么也就是说电子在原子外层旋转的时候，并不是一层不变的轨道，那么也就是说，同样的原子的电子层，同样的跃迁层，其发射的电磁波的波长应该也是有误差存在的，也就是传说中的谱线宽度。这样理解对不对呢？

现在主要有以上几个问题不太理解，里面也含有了自己的部分看法。希望专业的虫友不吝赐教，感激不尽！
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1楼2013-09-29 19:57:16
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1596561081

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
华丽的飘过: 金币+2, 3q 2013-10-16 01:58:54
第二个问题，参考氢原子光谱，只有一个电子层，所以既不是电子层间，也不是亚层，是能级间的跃迁

[ 发自小木虫客户端 ]
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2楼2013-09-29 21:59:05
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普通回帖

负零度

木虫 (正式写手)
第四个问题，一直在纳闷，同请教。。。。。。。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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3楼2013-09-29 22:02:41
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gorgan

木虫之王 (文学泰斗)

无意苦争春

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
电子受激吸收能量，跃迁到外层轨道，就像人造卫星发射到大气层外绕地球运行那样
但激发态不稳定，内层电子跃迁后，出来的空缺，外层电子会进来填充，外层电子跃迁到内层时，能量减少，就像卫星回归进入大气层一样，减少的动能以光子形式释放出来
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无我相，无人相，无众生相，无寿者相
4楼2013-09-30 10:13:02
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gorgan

木虫之王 (文学泰斗)

无意苦争春

【答案】应助回帖

电子跃迁不一定仅释放光子，还可能产生俄歇电子
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无我相，无人相，无众生相，无寿者相
5楼2013-09-30 10:17:36
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zhengyongyb

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
jww094698: 金币+10, 谢谢回复，但是我觉得用概率来解释电子所处的能级，也有点不太xxx！所以给10分！ 2013-10-03 21:29:29
华丽的飘过: 金币+5, 3q 2013-10-16 01:59:23
第三个问题和第四个问题其实是同一个问题。
时间问题主要是楼主只是从经典方面，没有从量子力学原理去理解，量子力学讲的是几率。
首先，电子从一个能级跃迁到另外一个能级，一定受到外部微扰，从而按照一定跃迁速率跃迁，这个跃迁速率一般用微扰论方法计算，这个过程是这样的：
初始时刻，电子处于能级1的几率是1，处于能级2的几率为0；微扰作用下开始跃迁，跃迁过程中电子处于能级1的几率不断减小，处于能级2的几率不断增加，最后电子处于能级1的几率变为0，电子处于能级2的几率变为2，跃迁结束。整个过程辐射出的电磁波就是一个光子。这个光子不是跃迁前也不是跃迁后辐射的，而是在这个过程中产生的。
整个过程的所用时间为t, 就是原子的发光时间。电磁波速度为c, 结束时最开始辐射的电磁波已经走了t*c，整个过程辐射了长度为t*c的电磁波，即波列长度。
你可能把光子当成了一个“点”状粒子，所以才不理解的。

谱线宽度我举一个例子说明，如果能级2不附近有好几个能级和它挨在一起，那么也会有一定几率的电子跃迁到这些能级，由于能量很接近，产生的这些谱线也很近，分不开，就表现为一个谱线宽度。
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6楼2013-10-02 11:13:38
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jww094698

金虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by zhengyongyb at 2013-10-02 11:13:38
第三个问题和第四个问题其实是同一个问题。
时间问题主要是楼主只是从经典方面，没有从量子力学原理去理解，量子力学讲的是几率。
首先，电子从一个能级跃迁到另外一个能级，一定受到外部微扰，从而按照一定跃迁速 ...

能级层和电子层 亚轨道层  的关系是怎么样的呢？
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7楼2013-10-03 21:30:43
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c2q1989

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

我的理解，激光是能级间跃迁产生的，原子作为一个整体，而不是单独的电子！
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8楼2013-10-04 14:03:31
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zhengyongyb

金虫 (正式写手)
我晕，你自己翻一下处理跃迁问题的量子力学含时微扰论嘛，
跃迁过程中波函数可以写为a1(t)l1>+a2(t)l2>，系数a1(t)的大小逐渐变小，最后为0，而a2(t)的大小逐渐变大，最后为1。不就是处于能级1的概率逐渐变小，能级2的概率逐渐变大嘛。
没有忽悠你的。
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9楼2013-10-04 16:16:18
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孙?�730

至尊木虫 (知名作家)

优秀版主
（1）在量子理论的描述下是这样 但是 不能解决准分子 团簇 分子等体系的特殊问题
（2）电子在轨道层间之间跃迁 在亚层轨道之间跃迁 都会发生 与电子层结构和体系被激发的状况有关 遵循能量守恒 动量守恒 量子数选择定则
（3）一个电子的跃迁，不一定只与一个光子有关 无论是吸收光子还是发射光子 场环境是很重要的影响因素，辐射跃迁 非辐射跃迁 过程都可能存在，电子-光子-声子的耦合相当复杂。
（4）发光学理论通常用寿命来描述这类问题，主要数学物理工具是爱因斯坦方程和发光动力学速率方程（组）。
（5）电子云的概念的确是统计性的，带有量子理论的色彩，却又是唯像的概念。处于激发态的原子体系，可以由量子理论获得其基本的的电子状态描述，但是，电子云的概念几乎可以淡化到“不必再提”的程度。
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sunyu730_emuch@126.com
10楼2013-10-04 20:40:55
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