反转谱线英文解释翻译、反转谱线的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 inversion line

分词翻译：

反转的英语翻译：

reversal; reverse; rollback
【计】 REV; reverse
【化】 inversion

谱线的英语翻译：

【化】 spectral line

专业解析

反转谱线（Population Inversion Line）指在特定物理条件下，处于高能级的原子或分子数量超过处于低能级的数量，导致光谱吸收线转变为发射线的现象。该术语是光谱学与量子物理的核心概念，常见于激光物理、天体物理等领域。

一、术语定义与汉英对照

中文：反转谱线
英文：Population Inversion Line（粒子数反转谱线）
指当激发态粒子数密度（N₂）高于基态粒子数密度（N₁）时，光谱线由吸收转为发射的特殊状态。此时，受激发射概率超过吸收概率，形成光谱线的“反转”。

二、物理机制与形成条件

粒子数反转是产生激光的必要条件，其形成需满足：

能量输入（泵浦）：外部能量（如光、电）将粒子激发至高能级。
亚稳态能级：粒子需存在寿命较长的亚稳态能级，利于粒子积累。
能级系统选择：常见于三能级或四能级系统（如红宝石激光器的Cr³⁺离子）。

数学描述为：

frac{N_2}{N_1} > frac{g_2}{g_1}

其中 g₂、g₁ 分别为高、低能级的简并度。

三、核心特征

光谱表现：吸收谱线消失，转为受激发射谱线（强度显著高于自发发射）。
非平衡态：违反玻尔兹曼分布，需持续泵浦维持。
增益介质：反转谱线对应的频率处产生光放大（如CO₂激光器的10.6 μm谱线）。

四、应用领域

激光技术：所有激光器均依赖特定谱线的粒子数反转（如Nd:YAG激光的1064 nm谱线）。
天体物理：星际空间中脉泽（Maser）辐射源自分子谱线的反转（如OH、H₂O分子谱线）。
等离子体诊断：通过反转谱线分析高温等离子体粒子分布。

权威参考来源：

ISO 80000-10:2019《国际标准物理术语》定义粒子数反转（条款10-45）。
IUPAC《Compendium of Chemical Terminology》（金皮书）光谱学术语规范。
激光物理奠基文献：Townes, C. H. et al. Physical Review (1954) 对氨分子微波激射器的理论分析。

网络扩展解释

“反转谱线”是天文学和光谱学中的专业术语，通常指在连续光谱背景中出现的特殊谱线形态，其形成机制与常规的发射线或吸收线不同。以下是详细解释：

1.基本定义

反转谱线表现为原本应为吸收线的位置出现发射线，或原本预期的发射线反而呈现吸收特征。这种现象通常与天体（如恒星、星系）大气层的复杂物理条件有关。例如，在太阳光谱中，某些谱线在光球层的正常吸收线到色球层时可能因高温、湍流或磁场活动变为发射线（）。

2.形成机制

温度梯度异常：当恒星大气层中存在温度反转（如色球层温度高于光球层），高温区域的气体可能激发原子跃迁，形成发射线覆盖在原本的连续吸收谱上。
动力学效应：高速运动的等离子体（如恒星耀斑、日珥）会导致多普勒效应，改变谱线轮廓，甚至形成发射成分。
非热动平衡（NLTE）：在稀薄或高能环境中，原子能级分布偏离热平衡状态，导致谱线强度异常。

3.典型示例

太阳的氢Hα线：在日珥爆发时，Hα吸收线中心可能因色球层的高温等离子体而出现发射峰，形成反转。
耀星（如鲸鱼座UV型变星）：这类恒星频繁爆发耀斑，导致光谱中多条谱线短暂反转（）。

4.科学意义

反转谱线是天体物理诊断的重要工具。通过分析其轮廓和强度，可推测天体的磁场强度、大气湍流速度、能量传输机制等。例如，太阳光谱的反转谱线帮助科学家研究色球-日冕加热问题。

5.与类似概念的区分

发射线：单纯由高温低密度气体产生。
吸收线：由低温高密度气体遮挡连续谱形成。
反转谱线：两者叠加或动态过程导致的反常现象。

若需进一步了解具体案例或数学模型，建议参考恒星大气模型或太阳光谱观测研究文献。