平衡条件
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/06/06 14:11 UTC 版)
「アインシュタイン係数」の記事における「平衡条件」の解説
数密度 n 2 {\displaystyle n_{2}} スペクトルと n 1 {\displaystyle n_{1}} は、局所スペクトル放射輝度（もしくは一部の発表では局所スペクトル放射エネルギー密度）含むスペクトル線が生じる気体の物理状態により決まる。この状態が厳密な熱力学的平衡またはいわゆる「局所的熱力学的平衡」である場合、励起の原子状態の分布（ n 2 {\displaystyle n_{2}} と n 1 {\displaystyle n_{1}} 含む）が原子の放出と吸収の確率をキルヒホッフの放射吸収率と放射率の等式が成り立つように決定する。厳密な熱力学的平衡においては、放射場は黒体放射と呼ばれ、プランクの法則により記述される。局所的熱力学的平衡の場合、放射場が黒体場である必要はないが、原子間衝突の確率が光の量子の吸収および放出の確率をずっと超えなければならないため、原子間衝突は原子励起の状態の分布を完全に占める。強い放射効果が分子速度のマクスウェル＝ボルツマン分布の傾向を圧倒するため、局所的熱力学的平衡が優位でない状況が生じる。例えば、太陽の大気では放射線の強度が支配的である。地球の高層大気では高度が100 kmを超えると分子間衝突の希少さが決定的なものとなる。 熱力学的平衡および局所的熱力学的平衡の場合、原子の数密度は励起および非励起の両方をマクスウェル＝ボルツマン分布から計算できるが、他の場合（レーザーなど）では、計算はより複雑になる。
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