Столкновительное возбуждение

Столкновительное возбуждение — это процесс, в котором кинетическая энергия партнера по столкновению преобразуется во внутреннюю энергию реагирующих частиц.

Астрономия

В астрономии столкновительное возбуждение приводит к появлению спектральных линий в спектрах астрономических объектов, таких как планетарные туманности и области H II .

этих объектах большинство атомов ионизируются фотонами , горячих звезд В внедренных в небулярный газ , отбирая электроны . Испускаемые электроны (называемые фотоэлектронами ) могут сталкиваться с атомами или ионами газа и возбуждать их. Когда эти возбужденные атомы или ионы вернутся в свое основное состояние , они испустят фотон. Спектральные линии, образованные этими фотонами, называются столкновительно-возбужденными линиями (часто сокращенно CEL).

CEL наблюдаются только в газах с очень низкой плотностью (обычно менее нескольких тысяч частиц на см³) для запрещенных переходов. Для разрешенных переходов плотность газа может быть существенно выше. При более высоких плотностях обратный процесс столкновительного снятия возбуждения подавляет линии. Даже самый сильный вакуум, созданный на Земле, все еще слишком плотный, чтобы можно было наблюдать CEL. впервые наблюдал CEL По этой причине, когда Уильям Хаггинс в спектре туманности Кошачий Глаз , он не знал, что это такое, и приписал их гипотетическому новому элементу, названному небулием . Однако позже выяснилось, что наблюдаемые им линии излучаются чрезвычайно разреженным кислородом .

CEL очень важны при изучении газовых туманностей, поскольку их можно использовать для определения плотности и температуры газа.

Масс-спектрометрия

Столкновительное возбуждение в масс-спектрометрии — это процесс, при котором ион сталкивается с атомом или молекулой и приводит к увеличению внутренней энергии иона. Молекулярные ионы ускоряются до высокой кинетической энергии , а затем сталкиваются с молекулами нейтрального газа (например, гелия , азота или аргона ). При столкновении часть кинетической энергии преобразуется во внутреннюю энергию , что приводит к фрагментации в процессе, известном как диссоциация, вызванная столкновением .

См. также

• Поглощение и излучение, вызванное столкновениями