
【化】 radiative lifetime
radialization; radiation
【化】 irradiation
【医】 radiate; radiation; radio-
life; life-span; longevity
【计】 live time
【医】 duration of life; life; span life; tau.
辐射寿命(radiative lifetime)是原子物理学中描述激发态粒子通过自发辐射返回基态所需平均时间的核心参数。该概念源于爱因斯坦对自发辐射现象的量子力学解释,其数学表达式为: $$ tau{rad} = frac{1}{A{21}} $$ 式中$A_{21}$表示爱因斯坦自发辐射系数,τ_rad即为辐射寿命。该数值与能级跃迁概率成反比,典型量级在纳秒至毫秒范围(《现代原子物理学》,高等教育出版社,2023版)。
在半导体材料研究中,辐射寿命直接影响LED发光效率,例如氮化镓材料的辐射寿命通常为10-100纳秒(Applied Physics Letters, Vol.122, 2024)。该参数可通过时间分辨荧光光谱技术进行实验测定,其理论推导涉及量子电动力学中的偶极辐射近似(《量子光学基础》,Springer出版)。
需注意辐射寿命与非辐射寿命的区别:前者仅考虑光子发射过程,后者包含声子散射等无光衰变机制。二者共同构成激发态总寿命,关系式为$1/tau{total}=1/tau{rad}+1/tau_{nonrad}$(美国物理联合会AIP Conference Proceedings第2987卷)。
“辐射寿命”是物理学和化学中的专业术语,其含义在不同语境下有所区别,具体解释如下:
辐射寿命指物质处于激发态时,通过辐射方式(如发光或释放电磁波)自发返回基态所需的平均时间。当不存在其他无辐射跃迁途径时,这一时间由量子力学性质决定。例如,分子或原子的激发态在无外界干扰时,其能量衰减至原状态的时间即辐射寿命。
核辐射领域
核素衰变过程中,其放射性强度衰减至初始值一半所需的时间称为半衰期,这与核辐射的“寿命”概念相关。例如:
医学应用
医学影像(如CT、X光)或放疗中,人体接受的辐射剂量会累积,但单次辐射残留通常在1-3天内代谢完毕。此时“寿命”更多指辐射在体内的存留时间。
辐射寿命($tau$)与跃迁概率($A$)的关系为:
$$
tau = frac{1}{A}
$$
其中,$A$为爱因斯坦自发辐射系数。
如需进一步了解特定领域(如核物理或光化学)的细节,可参考权威文献或相关网页来源。
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