日冕禁線

　　在日冕內層中高次電離離子的禁戒躍遷所產生的發射線。

　　由量子力學得知，滿足和不滿足選擇定則的躍遷分別稱為容許躍遷和禁戒躍遷，相應的譜線稱為容許譜線和禁戒譜線，後者簡稱為禁線。一般情況下，禁戒躍遷並不是絕對被“禁止”，隻是其躍遷幾率甚微，僅為容許躍遷的10^-5～10^-8。但是，原原子或離子處於某激發態的平均壽命等於其相應躍遷幾率的倒數，在那些不能發生容許躍遷的激發態──亞穩態上，原子或離子的平均壽命比在一般激發態上的要長10⁵～10⁸倍，從亞穩態向下的躍遷隻能是禁戒躍遷。所以，產生禁線的首要條件是激發態必須是亞穩態，而產生明亮的禁線就要求一定的物理條件瞭。

　　自1869年發現最強的日冕發射線波長為5303埃的綠線以後，多次日全食觀測和日冕儀觀測相繼發現許多發射線。然而，這些發射線的波長，同實驗室中和太陽其它部分的譜線都不一樣。隻能將它們歸屬於一種假想的隻存在於日冕中的元素—佪發出的譜線。隨著量子力學的建立和發展，以及光譜實驗手段的進步，終於出現瞭重大突破。1939年，格羅特裡安指出波長為6374和7892埃分別同離高次電離子 FeX和FeⅪ的兩條禁線波長相近。隨後，埃德倫證認出已發現的大多數譜線分別屬於鐵、鎳、鈣等的高次電離離子的禁線。這些元素的原子由於日冕中高速電子的不時撞擊而喪失外圍的9～14個電子，成為9～14次電離的離子。

　　日冕的物理狀態極有利於禁線的產生。日冕的電子溫度高達100萬度以上，電子的平均動能為幾百電子伏。高次電離離子與快電子碰撞而被激發，但由於日冕輻射場的能量密度太小，不足以使處於亞穩態的離子發生向高能級躍遷；又由於日冕氣體密度很低，高次電離離子與慢電子連續兩次碰撞而使離子離開亞穩態的時間間隔大於離子處於亞穩態的壽命，因此，亞穩態上集聚著大量的激發離子。而禁線的強度正比於亞穩態上的離子數與禁戒躍遷幾率的乘積，並且日冕對禁線輻射幾乎是完全透明的，於是，明亮的日冕禁線便得以產生並被我們觀測到。

　　附表給出瞭波長約3000～11000埃范圍內較為重要的日冕禁線的類別、譜線的強度、等值寬度的實測結果和證認結果。表中所列Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ類是以譜線所屬離子的電離電位為依據劃分的，電離電位（亦即電離溫度）增高，類別數字隨之變大。由此，不難理解下述由長期觀測獲得的不同類別譜線的強度同太陽活動周期和日面邊緣局部區域活動程度有關：第Ⅰ類譜線在太陽活動極小期間以及寧靜區上空最為顯著；第Ⅱ類譜線在太陽活動極大期以及活動區（如黑子、譜斑）上空顯著；第Ⅲ類譜線僅在高激發區(如大黑子、耀斑)的上空或周圍（如環狀日珥）才顯著。

波長約3000～11000埃范圍內較為重要的日冕禁線

　　空間探測獲得瞭大量的高分辨率的紫外線、遠紫外線和X射線波長區域的日冕發射線光譜，這就有力地促進瞭日冕發射線的證認和研究工作。用於證認的實驗裝置能夠達到約一億度的高溫和獲得能量約百萬電子伏的光子。已經證認出瞭相當數目的禁線，如：[FeⅫ]λ2170、[SiⅨ]λ2150、[OⅣ]λ1400、[FeⅫ]λ1242等等。

　　

參考書目

　H.Zirin，The Solar Atmosphere，Blaisdell Publ.Co.，Waltham，1966.

　E.G.Gibson，The Quiet Sun，NASA，Washington，1973.