- задержкавыхода фотонов из оптически толстой системы, обусловленная многократностьюактов их поглощения и последующего переизлучения атомами среды.
П. и. относится прежде всего к т. и. резонанснымфотонам, частота к-рых совпадает с частотой фотонов, испускаемых при излучательныхпереходах возбуждённых атомов на наиб. населённый (часто наинизший) энергетич. переносе излучения.
Для П. и. обычно характерно длительноепо сравнению с пролётным временем "застревание фотона" в атоме, грубо выражаемоенеравенством
Здесь
- радиац. время жизни атома,
- макс. коэф. поглощения резонансного излучения с длиной волны
в среде невозбуждённых атомов с плотностью
п 0, с- скоростьсвета. В этих же обозначениях условие большой оптич. толщины системы имеетвид
где
.- характерный размер системы.
Осн. количеств. характеристикой П.и. время выхода фотона из системы на её поверхность
где
-ср. число актов поглощения-переизлучения фотона в ходе его миграции нарасстояние
L. Конкретный вид зависимости
определяется двумя физ. факторами: а)
уширением спектральной линии, преждевсего линии поглощения [коэф. поглощения
]; б) степенью перераспределения частоты фотона
в акте его переизлучения возбуждённым атомом.
В формальном пределе неуширенной, монохроматич. (см.
Диффузия). Эта диффузионная картина может иметь место и в случаепленения реальной, уширенной линии, а именно в случае недостаточно большогозначения
(напр.,в рентг. диапазоне
),когда переизлучающий атом не успевает "забыть" детали своего предшествующегорадиац. возбуждения и благодаря этому поддерживает приближённую монохроматичность(
) "рассеяния"фотона.
Более типична, однако, противоположнаяситуация, когда уширение линии [зависимость
содержащая и далёкие крылья] сочетается с практически полным перераспределениемпо частоте в акте переизлучения (полное "забывание" возбуждённым атомомсвоей предыстории). Анализ П. и. для этого важнейшего случая впервые былдан в 1947 независимо Л. М. Биберманом и Т. Холстейном (Th. Holstein).
И уширение, и перераспределение частотыприводят к существ. уменьшению значения
и ослаблению эффекта П. и. по сравнению с монохроматич., чисто диффузионным, Так, уширение спектральной линии, напр. снижает в
раз остроту резонанса в поглощении, приводя к замене величины
значением коэф. поглощения в центре
уширенной линии:
Переизлучение в условиях полного перераспределенияпо частоте, приводящее к практич. одинаковости профилей линий поглощенияи переизлучения, создаёт такую ситуацию, когда в результирующем потокефотонов, выходящих в единицу времени за пределы системы, преобладают ненаиболее многочисленные (но и наиболее сильно поглощаемые) фотоны из централинии
а относительно малочисленные фотоны из далёких крыльев линии
такие, свободный пробег к-рых
сравним по порядку величины с размером системы
L. Статистически типичному "центральному"фотону
после его поглощения атомом внутри системы для быстрейшего выхода на поверхностьболее выгодно не сохранять свою частоту для последующей длит. диффузии, в такой участок далёкого крыла линии,
откуда он сможет достичь поверхности "одним прыжком".
В итоге реальная зависимость
оказывается существенно слабее, чем в монохроматич., диффузионном, случае:для доплеровского профиля обеих линий
для лоренцевского -
При этом в полном потоке выходящих фотоноввклады центрального, "диффузионного", диапазона линии,
и "прострельной" области её далёких крыльев,
относятся соответственно как 1 : 1 в доплеровском и 1 : 3 в лоренцевскомслучаях. Т. о., уже в доплеровском случае П. и. носит существенно недиффузионный, В условиях П. и. поток выходящих фотонов, остаётся пропорциональным её объёму (а не поверхности) вплоть до стольбольших значений
к-рым соответствует время выхода
порядка ср. времени между двумя тушащими столкновениями (в рассматриваемомслучае очень редкими).
Лит.: Иванов В. В., Перенос излученияи спектры небесных тел, М., 1969; Долгинов А. 3., Гнедин Ю. Н., СилантьевН. А., Распространение и поляризация излучения в космической среде, М.,1979; Биберман Л. М., Воробьев В. С., Якубов И. Т., Кинетика неравновеснойнизкотемпературной плазмы, М., 1982; Абрамов В. А., Коган В. И., ЛисицаВ. С., Перенос излучения в плазме, в сб.: Вопросы теории плазмы, в. 12,под ред. М. В. И. Коган.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.