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non-LTE ゼミ 3 章  Bound-Bound and Bound-Free Transitions 3.2 章  Transition Rates 3.2.5 Collision rates. 20111125 T. Anan. 3.2.5 Collision rates. Collisional transitions は自由電子によるものが支配的 Cool photosphere 中性水素分子密度>>自由電子密度 しかし、 HⅠ の衝突断面積は小さい( though badly known )ので、 HⅠ の衝突による効果は無視できる.

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Presentation Transcript
non lte 3 bound bound and bound free transitions 3 2 transition rates 3 2 5 collision rates

non-LTEゼミ3章 Bound-Bound and Bound-Free Transitions3.2章 Transition Rates3.2.5 Collision rates

20111125

T. Anan

3 2 5 collision rates
3.2.5 Collision rates
  • Collisional transitions は自由電子によるものが支配的
    • Cool photosphere
      • 中性水素分子密度>>自由電子密度
      • しかし、HⅠの衝突断面積は小さい(though badly known)ので、HⅠの衝突による効果は無視できる

〜43 (電離水素がス)

slide3

f : oscillator strength

Eq (2.61)

  • Electron collision rates /cm3 (§6.2.1 - §6.2.2 of Jefferies 1968)
    • Dipole approximation
    • For b-bcollisional transitions in atoms
    • For b-bcollisional transitions in ions
    • For b-fcollisional transitions in ions

Maxwell distribution

Eq (2.61)

ξ : 外殻電子数

E0 : b-bエネルギー or b-fのエネルギー閾値

Cci/Cic= [ni/nc]LTE

式(2.90)はMaxwell分布であれば、LTEでなくてもよく成り立つ

notes
notes
  • 温度依存性
    • Downward probability < upward probability (∝exp(−E0/kT))
  • TE
    • Up rate = down rate
    • Boltzmann-Saha factor, 温度依存性も同じ
  • b-f downward rate
    • 3体衝突 (scales with Ne2)
    • 準位が高い方(E0小さい、g大きい)が再結合が大きい
  • 禁制遷移
    • b-b rates ∝ oscillator strength (f)
    • しかし、禁制遷移(fが非常に小さい)のcollision ratesはそれほど小さくない(badly known)
net collision rates
Net collision rates
  • Departure coefficients
  • Net downward collision rates
  • Collisional balance bu = bl and bc = bi

Boltzmann分布

collisional coupling
Collisional coupling
  • E0が小さいほど、(衝突による)遷移確立は高い
    • b-b遷移確立はイオンよりも分子の方が、E0が小さくなるにつれて上昇する率が大きい
    • High levels(連続光に近い準位)はE0が小さいので、衝突により強くCoupleしている
    • Eicが小さければb-fのcouplingも強い
      • High-lying 準位では統計的重みの比(gi/gc〜n2)も大きいのでイオン化確立が大きい
      • ncとも衝突で強くcoupleする
collisional lte
Collisional LTE
  • 衝突が支配的であれば禁制線の準位間の粒子数密度の比はLTEにおける比となる
    • Fine-structure levels within a termで顕著
      • Fine-structure levels間の輻射による遷移は禁止
      • エネルギー差が小さいので衝突率が大きい
      • 衝突が支配的であり、準位間の粒子数密度分布はBoltzmann equilibrium
      • Collective term populationはLTEではなくなる
    • エネルギー差の大きい禁制遷移
      • FeⅠ、FeⅡ