Атом Гелия первое возбужденное состояние

Araik · Сообщение **Araik** » 23 апр 2012, 13:31

В литературе есть информация что для перевода атома гелия из основного состояния в первое возбужденное нужно потратить энергию 19.82 эВ. И еще написано что прямой переход из первого возбужденного состояния в основное запрещен.
Вопрос:
1.Почему нигде в спектре поглощения гелия не указывается линия соответствующая энергии 19.82 эВ ? (Возможно ультрафиолетовая область не рассматривается? )
2. Почему запрещен прямой переход из первого возбужденного состояния в основное. И как в конце концов происходит этот переход? С излучением каких квантов? С какой энергией?

Jeffry · Сообщение **Jeffry** » 23 апр 2012, 16:09

Есть такие диаграммы - так называемые диаграммы Гротриана. На них многое можно понять о переходах в атомах. Для гелия это вот что (из справочника Смирнова и Радцига):
[url=http://imagepost.ru/?v=rzhdzvtzuysduphpujlhcdprxgszkg.JPG]http://imagepost.ru/?v=rzhdzvtzuysduphpujlhcdprxgszkg.JPG[/url]
На форуме картинка обрезается. Наверно есть ограничения по числу пикселов.

Araik · Сообщение **Araik** » 23 апр 2012, 18:07

Jeffry писал(а):Source of the post
Есть такие диаграммы - так называемые диаграммы Гротриана. На них многое можно понять о переходах в атомах. Для гелия это вот что (из справочника Смирнова и Радцига):
[url=http://imagepost.ru/?v=rzhdzvtzuysduphpujlhcdprxgszkg.JPG]http://imagepost.ru/?v=rzhdzvtzuysduphpujlhcdprxgszkg.JPG[/url]
На форуме картинка обрезается. Наверно есть ограничения по числу пикселов.

Меня интересовали только S состояния с противонаправленными спинами $1{S}^{2}$ , $2{S}^{2}$ , $3{S}^{2}$

Из рисунка получается что состояние $2{S}^{2}$ поглощает энергию 20,616 эВ а не 19,82 эВ как я думал а состояние $3{S}^{2}$ 22,92 эВ.
Фактический из рисунка выходит что ни прямой ни обратный непосредственный переход между этими состояниями невозможен я правильно понял?
Спасибо за полезную информацию.

Araik · Сообщение **Araik** » 25 апр 2012, 10:43

Опять все запуталось. Оказывается энергия 20.616 эВ соответствует состоянию $1{S}^{1}2{S}^{1}$ т.е когда один электрон на основной орбите а второй на следующей S орбите. И другие значения из диаграммы для 3 4 5 6 возбужденных S состояний не ясно какие именно состояния описывают. Мне нужны значения энергий возбужденных состояний когда оба электрона на одной S орбите т.е. $2{S}^{2}$ , $3{S}^{2}$ , $4{S}^{2}$ , $5{S}^{2}$ , $6{S}^{2}$ и т.д.
Может кто то знает где найти? Прошу помочь. И в приведенной диаграмме как понять 22.92 эВ 23.67 эВ 24.01 эВ и 24.15 эВ к каким именно состояниям относятся?

Araik · Сообщение **Araik** » 26 апр 2012, 13:41

Используя данные из диаграммы для S возбужденных состоянии гелия построил вот такой график. Где синяя линия соответствует общепринятой теории и практике а красная линия это логическое продолжение графика. Ясно что тут работает ангармонический осциллятор. Об этом и в названии диаграммы написано. Работает работает и срывается и два квантованных уровня пропадают почему?

Araik · Сообщение **Araik** » 30 апр 2012, 08:15

Состояние с энергией возбуждения 15.8 эВ(или очень близкой) несомненно существует. Оно проявляется во многих экспериментах по регистрации спектра рекомбинационного послесвечения холодной плазмы. Просто причина проявления объясняется иначе. А для нахождения или опровержения существования состояния с энергией возбуждения 8.7 эВ нужны новые более точные эксперименты.
По моему мнению первые три состояния возбуждения включая основное имеют конфигурацию электронной оболочки $1{S}^{2}$ 0 эВ , $2{S}^{2}$ 8.7 эВ , $3{S}^{2}$ 15.8 эВ .
Может быть у кого то есть доступ к таким экспериментам? Нетрудно найти если известно что нужно искать и где искать.

[img]/modules/file/icons/application-pdf.png[/img] HePlazma.pdf

Jeffry · Сообщение **Jeffry** » 30 апр 2012, 09:34

В плазме присутствуют атомы гелия в ионизированном и возбужденном состоянии, и их концентрации могут быть достаточно высокими.
Смотрите возбуждения ионов гелия и дальнейшие возбуждения метастабильных возбужденных состояний атома и иона.

Araik · Сообщение **Araik** » 30 апр 2012, 16:34

Jeffry писал(а):Source of the post
В плазме присутствуют атомы гелия в ионизированном и возбужденном состоянии, и их концентрации могут быть достаточно высокими.
Смотрите возбуждения ионов гелия и дальнейшие возбуждения метастабильных возбужденных состояний атома и иона.

Речь не идет о спектрах нейтрального гелия в возбужденном состоянии или атома в однократно ионизированном состоянии. Речь идет об интервале энергии от 0 эВ до 19.82 эВ где атом еще не возбужден по общепринятому мнению.
Для объяснения непрерывных участков спектров инертных газов в области вакуумного ультрафиолета от 58 нм до 200 нм была придумана гипотеза возникновения в условиях плазмы так называемых эксимерных молекул. Которые существуют только в возбужденном состоянии и не существуют в основном состоянии. С помощью этих молекул по аналогии с обычными молекулами объясняются колебательные и вращательные спектры инертных газов в указанных областях.
Но как мы видим из построенного графика логичнее будет искать этот осциллятор внутри атома гелия а не ради этого придумывать новую молекулу. Вспомните "БРИТВУ ОККАМА"

"БРИТВА ОККАМА" — принцип, согласно которому более простым теориям следует отдавать предпочтение перед сложными, если и те и другие в равной степени согласуются с эмпирическими, опытными данными.

Любая теория проверяется экспериментом. И в данном случае думаю например можно создать такую холодную плазму в которой бы существовали свободные электроны с энергией чуть ниже 19.82 эВ чтобы исключить возможность существования атома гелия в первом возбужденном состоянии с наименьшей энергией.

Araik · Сообщение **Araik** » 28 июн 2012, 15:28

Найдено уравнение потенциальной энергии ангармонического осциллятора

$U\left(r \right)=27.2*\left( \frac{1}{{r}^{2}}+\frac{2}{\pi *r}-\frac{4}{r}\right)$

Теперь необходимо определить условие квантования, чтобы найти формулу для расчета энегий квантованных состоянии.
Нужны идеи как правильно это сделать.

Jeffry · Сообщение **Jeffry** » 29 июн 2012, 16:38

Можно попробовать вариационным методом. В книге: Рейсленд Дж. “Физика фононов” М., «Мир», 1975 г (есть в сети) рассмотрено применение этого метода к гармоническому осциллятору (см. файл, прилепленный к сообщению: [url=http://e-science.ru/forum/index.php?showto...p=276539&#)]http://e-science.ru/forum/index.php?showto...p=276539&#)[/url].
С ангармоническим будет посложнее.

yourdomain.com