Температура возбуждения

Температура возбуждения ( $T\; ex\; \{\backslash \; displaystyle\; T\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{ex\}\}\}$) определяется для совокупности частиц с помощью фактора Больцмана. Он удовлетворяет

$nunl\; =\; gugl\; exp\; \; (-\; \Delta \; E\; k\; T\; ex),\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{n\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{u\}\}\}\; \{n\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{l\}\}\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{g\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{u\}\}\}\; \{g\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{l\}\}\}\}\; \backslash \; exp\; \{(-\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; Delta\; E\}\; \{kT\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{ex\}\}\}\})\},\}$

, где n u и n l представляют количество частиц в верхнем (например, возбужденном) и нижнем (например, основном) состоянии, а g u и g l их статистические веса соответственно.

Таким образом, температура возбуждения - это температура, при которой мы ожидаем найти систему с таким соотношением населенностей уровней. Однако это не имеет реального физического значения, кроме случаев, когда оно находится в локальном термодинамическом равновесии. Температура возбуждения может быть даже отрицательной для системы с перевернутыми уровнями (такой как мазер ).

При наблюдении линии 21 см водорода кажущееся значение температуры возбуждения часто называют «спиновой температурой».

.