Запрещённые ли́нии в спектроскопии — спектральные линии , соответствующие квантовым переходам , запрещённым правилами отбора , то есть такие переходы не запрещены другими законами, например, законами сохранения , но их вероятность очень мала.

Обычно запрещёнными называются линии , для которых не выполняются правила отбора для дипольного излучения , например линии, соответствующие переходам, разрешённым для или излучения. Такие запрещённые линии связаны с переходами между уровнями энергии с одинаковой чётности , запрещёнными для дипольного излучения. Вероятности запрещённых переходов (по сравнению с вероятностями разрешённых дипольных переходов) малы, но не равны нулю, и в благоприятных условиях интенсивность запрещённых линий может быть значительной.

Интенсивные запрещённые линии наблюдаются в спектрах туманностей и солнечной короны , а также в спектре полярных сияний . Эти линии долгое время не удавалось отождествить ни с одним из известных химических элементов и их приписывали гипотетическим элементам; линии в спектрах планетарных (газовых) туманностей — « небулию », а линии в спектре солнечной короны — « коронию ». В 1920—1930-х годах было показано, что все ранее неотождествлённые интенсивные линии туманностей и солнечной короны являются запрещёнными линиями. Эти запрещённые линии наблюдаются благодаря разрежённости газа в космических условиях, так как за время жизни возбуждённого состояния (значительное вследствие малой вероятности запрещённых переходов, так называемые метастабильные состояния ) и возбуждённые атомы за время распада метастабильного состояния не успевают столкнуться с другими частицами и передать им энергию и, переходя на более низкие уровни, испускают фотоны .

В спектроскопии запрещённые линии принято обозначать символом элемента с указанием степени его ионизации римскими цифрами в квадратных скобках, например, метастабильные линии нейтрального кислорода [O I], однократно ионизированного кислорода [O II] и т. д.

Интенсивные запрещённые линии в спектрах туманностей принадлежат ионизованным атомам кислорода ( O ²⁺ и O ⁺ ) и азота (N ⁺ ), а запрещённые линии в спектрах солнечной короны — сильно ионизованным атомам железа (Fe ¹³⁺ , Fe ¹²⁺ , Fe ¹⁰⁺ и Fe ⁹⁺ ) и никеля (Ni ¹⁴⁺ , Ni ¹²⁺ и Ni ¹¹⁺ ). Все эти линии соответствуют переходам между уровнями с одинаковой чётностью, принадлежащим внешним электронным оболочкам типа 2p², 2p³ (для ионов кислорода и азота) и типа 3p, 3p², 3p⁴ и Зр⁵ (для ионов железа и никеля). В частности, самая интенсивная зелёная линия «корония» 530,3 нм соответствует квантовому переходу 3p²P _3/2 — 3p²P _1/2 в 13-кратно ионизованном атоме железа (Fe ¹³⁺ ) [Fe XIV] .

Исследование интенсивностей запрещённой линии лежит в основе определения температур планетарных туманностей.

Запрещённые линии наблюдаются, к примеру, в спектрах B[e]-звёзд .

Примечания

Литература

• Ельяшевич М. А. Атомная и молекулярная спектроскопия. — М. , 1962.
• Вайнштейн Л. А., Собельман И. И. , Юков Е. А. Возбуждение атомов и уширение спектральных линий. — М. , 1979.
• Борисоглебский Л. А. // Успехи физических наук. — 1958. — Т. 66 . — С. 603—652 .