
【化】 radiative lifetime
radialization; radiation
【化】 irradiation
【醫】 radiate; radiation; radio-
life; life-span; longevity
【計】 live time
【醫】 duration of life; life; span life; tau.
輻射壽命(radiative lifetime)是原子物理學中描述激發态粒子通過自發輻射返回基态所需平均時間的核心參數。該概念源于愛因斯坦對自發輻射現象的量子力學解釋,其數學表達式為: $$ tau{rad} = frac{1}{A{21}} $$ 式中$A_{21}$表示愛因斯坦自發輻射系數,τ_rad即為輻射壽命。該數值與能級躍遷概率成反比,典型量級在納秒至毫秒範圍(《現代原子物理學》,高等教育出版社,2023版)。
在半導體材料研究中,輻射壽命直接影響LED發光效率,例如氮化镓材料的輻射壽命通常為10-100納秒(Applied Physics Letters, Vol.122, 2024)。該參數可通過時間分辨熒光光譜技術進行實驗測定,其理論推導涉及量子電動力學中的偶極輻射近似(《量子光學基礎》,Springer出版)。
需注意輻射壽命與非輻射壽命的區别:前者僅考慮光子發射過程,後者包含聲子散射等無光衰變機制。二者共同構成激發态總壽命,關系式為$1/tau{total}=1/tau{rad}+1/tau_{nonrad}$(美國物理聯合會AIP Conference Proceedings第2987卷)。
“輻射壽命”是物理學和化學中的專業術語,其含義在不同語境下有所區别,具體解釋如下:
輻射壽命指物質處于激發态時,通過輻射方式(如發光或釋放電磁波)自發返回基态所需的平均時間。當不存在其他無輻射躍遷途徑時,這一時間由量子力學性質決定。例如,分子或原子的激發态在無外界幹擾時,其能量衰減至原狀态的時間即輻射壽命。
核輻射領域
核素衰變過程中,其放射性強度衰減至初始值一半所需的時間稱為半衰期,這與核輻射的“壽命”概念相關。例如:
醫學應用
醫學影像(如CT、X光)或放療中,人體接受的輻射劑量會累積,但單次輻射殘留通常在1-3天内代謝完畢。此時“壽命”更多指輻射在體内的存留時間。
輻射壽命($tau$)與躍遷概率($A$)的關系為:
$$
tau = frac{1}{A}
$$
其中,$A$為愛因斯坦自發輻射系數。
如需進一步了解特定領域(如核物理或光化學)的細節,可參考權威文獻或相關網頁來源。
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