禁阻輻射躍遷英文解釋翻譯、禁阻輻射躍遷的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 forbidden radiative transition

分詞翻譯：

禁的英語翻譯：

ban; bear; imprison; prohibit; restain oneself; stand; taboo

阻的英語翻譯：

block; hinder; obstruct
【醫】 lock

輻射躍遷的英語翻譯：

【化】 radiative transition

專業解析

禁阻輻射躍遷（Forbidden Radiation Transition）是量子力學和光譜學中的一個核心概念，指在理想條件下（如孤立原子、偶極近似下）根據量子力學選擇定則（Selection Rules）不允許發生的輻射躍遷過程。然而，在實際物理系統中，由于更高級的相互作用或近似條件的打破，這類躍遷仍能以極低的概率發生。

以下是其詳細解釋：

定義與核心特征 (Definition & Core Characteristics)：
- 漢語角度：“禁阻”指被規則禁止，“輻射躍遷”指原子、分子或離子等量子體系通過吸收或發射光子（電磁輻射）在不同能級間轉換的過程。因此，“禁阻輻射躍遷”特指那些違反基本選擇定則的輻射躍遷。
- 英語角度：對應的術語是Forbidden (Radiation) Transition。其中“Forbidden”直接體現了其被量子力學規則所禁止的本質。
- 關鍵特征：其發生的概率遠低于允許的躍遷（稱為允許躍遷，Allowed Transition），通常要低幾個數量級（例如 $10$ 倍或更低）。其對應的光譜線強度非常弱。
禁阻的原因與機制 (Cause & Mechanism)：
- 選擇定則的違反：量子力學選擇定則主要基于躍遷過程中涉及的光子（電磁場）與體系電多極矩（主要是電偶極矩）耦合的對稱性要求。最常見的定則涉及角動量量子數的變化（如 $Delta L = 0, pm1$； $Delta J = 0, pm1$，但 $J=0$ 到 $J=0$ 絕對禁阻；$Delta S = 0$ 等）。
- 電偶極近似失效：在最低階近似（電偶極輻射，Electric Dipole Radiation, E1）下，躍遷矩陣元為零，躍遷被嚴格禁止。
- 高階過程：禁阻躍遷可以通過更高階的相互作用發生：
  - 磁偶極輻射 (Magnetic Dipole, M1)：涉及體系的磁偶極矩與磁場的相互作用。其強度約為電偶極躍遷的 $(v/c)$ 倍（$v$ 是電子速度，$c$ 是光速），非常弱。
  - 電四極輻射 (Electric Quadrupole, E2)：涉及體系的電四極矩與電磁場梯度的相互作用。其強度也約為電偶極躍遷的 $(v/c)$ 倍。
  - 更高階多極矩：更弱的貢獻。
  - 相互作用擾動：外部場（如電場、磁場）或内部相互作用（如自旋-軌道耦合、超精細相互作用）可以混合不同的量子态，使得原本禁阻的躍遷獲得部分允許的特性（稱為部分禁阻躍遷）。
實際意義與觀測 (Significance & Observation)：
- 微弱光譜線：禁阻躍遷産生非常微弱的光譜線，在天體物理（如行星狀星雲、日冕）離子體物理和某些激光材料的研究中非常重要，因為它們提供了在允許躍遷無法觀測到的能級和物理過程的信息。例如，天文上的“禁線”是診斷低密度等離子體的關鍵工具。
- 長壽命态：由于躍遷概率低，發生禁阻躍遷的上能級通常具有較長的壽命，稱為亞穩态（Metastable State）。這在激光物理（作為激光上能級）和量子信息（存儲量子态）中有應用。
- 分類：根據被違反的具體定則和發生的機制，禁阻躍遷可細分為自旋禁阻躍遷（違反 $Delta S=0$，常見于涉及單重态-三重态躍遷的磷光現象）、軌道禁阻躍遷（違反角動量定則）等。

權威參考來源 (Authoritative References):

量子力學教材：經典教材如曾謹言的《量子力學（卷II）》、Griffiths的《Introduction to Quantum Mechanics》、Cohen-Tannoudji的《Quantum Mechanics》都詳細闡述了輻射躍遷理論、選擇定則的推導以及禁阻躍遷的機制（高階微擾）。
原子分子物理/光譜學專著：如Herzberg的《Atomic Spectra and Atomic Structure》、《Molecular Spectra and Molecular Structure》系列是光譜學領域的奠基性著作，詳細讨論了各種類型的躍遷（包括禁阻躍遷）及其在光譜中的表現。
專業數據庫與百科：IUPAC金皮書、物理學主題的權威線上百科全書（如Encyclopaedia Britannica Physics）和專業的光譜數據庫（如NIST Atomic Spectra Database）提供了标準的術語定義和觀測數據支持。

網絡擴展解釋

禁阻輻射躍遷是量子力學中描述特定條件下輻射躍遷過程被限制的現象，其核心原因在于不滿足量子力學的選擇定則。以下是詳細解釋：

1.輻射躍遷的基本概念

輻射躍遷是指激發态粒子（如原子、分子）通過釋放光子從高能态躍遷到低能态的過程。例如，熒光是激發态分子直接釋放光子回到基态的輻射躍遷，而磷光則涉及中間态（如三重态）的躍遷。

2.禁阻躍遷的定義

禁阻躍遷指因違反量子力學選擇定則（如自旋或軌道對稱性規則），導緻躍遷概率極低的現象。例如：

自旋禁阻：當始态與終态的自旋多重度不同時（如單線态→三重态），躍遷概率大幅降低。
軌道對稱性禁阻：若電子躍遷涉及的軌道對稱性不匹配，也可能導緻禁阻。

3.禁阻輻射躍遷的實例

磷光的産生是典型例子。激發态分子從高能三重态（T₁）躍遷回基态（S₀）時，由于自旋多重度改變（T₁→S₀），屬于自旋禁阻的輻射躍遷。雖然最終可能發生，但其速率常數遠低于熒光，導緻發光延遲且壽命較長。

4.理論與實驗的關系

量子力學理論通過計算躍遷偶極矩積分判斷是否禁阻，但實際中禁阻躍遷并非完全不可能，隻是概率極低。例如，某些分子振動或外部擾動可能部分解除禁阻，使微弱信號可被觀測到。

禁阻輻射躍遷反映了量子力學規則對微觀粒子行為的深層約束，其研究對理解光譜學、材料發光機制等具有重要意義。