Spektrális vonal szélessége - fizikai enciklopédia
Színképvonal szélessége a spektrális vonal az intézkedés nonmonochromaticity. bs l. úgy definiáljuk, mint a pontok közötti távolság a spektrális vonalak a k-ryh intenzitása fele annak max értékek. A szakirodalomban a "Sh.s. néha angolul használják. az FWHM rövidítés - Teljes szélesség a félig maximálisan. Sh. With. l. egységekben kifejezett körfrekvencia - DW (s -1), a frekvencia - dv (Hz), hullámhossz - dl (nm) vagy a hullámszám - d (1 / L) = dV / c (cm-1). Néha a Sh.s. megérteni a félszélességet g = dw / 2; klasszikus. g oszcillátor amplitúdó állandó csillapítása szabad rezgések.
Egy elszigetelt kvantumrendszer esetében egy természetes (sugárzás) Sh. l. dve. amelyet az energiaszintek szélességének összege határoz meg, amelyek között egy adott spektrális vonalnak megfelelő spontán kvantum-átmenet alakul ki. Az átmenetek engedélyezett kiválasztási szabályaihoz dve l -2. A dve értéke nagyon kicsi a rádiótartományban, az IR vonalaknál dve
100 Hz, látható és UV tartományban dve
10 MHz (intenzív vonalak esetén). Sugárzáshoz. átmenet a metastabil állapotoktól. a szélesség nagyon kicsi lehet; Így a szigorúan tiltott 2S1 / 2 - 1S1 / 2 hidrogénvonal esetében a dve értéke a felső kétfoton-bomlásának tulajdonítható. és csak kb. 1,3 Hz.
A Maxwell-féle sebességeloszlású hígított gázokban a spektrális vonalak Doppler-szélességűek, a Doppler-effektus által meghatározva:
ahol -naib. a gázrészecskék valószínű sebessége, M az atom (vagy molekula) tömege, és w0 a spektrális vonal körkörös frekvenciája. T. kb. A Doppler szélessége a tempótól függ, és gyakran meghatározzák.
Sűrű gázokban, plazmában. folyadékok és szilárd anyagok Sh.s. l. a részecskék kölcsönhatásának köszönhető (lásd a spektrális vonalak kiszélesedését). Így Sh. l. hidrogén-szerű ion, a Z-sejtmag feltöltésével a plazmában a bázisban. definíciója kvázistatikus. ionkiemelkedés:
ahol Z a perturbáló ionok töltése, a Ni koncentrációjuk (1 cm3-ben), n és n-ch. kvantum-átmenetben részt vevő energiaszintek kvantumszámai. A legtöbb esetben azonban a plazmamágneses vonalak szélesítésének mechanizmusa a sokk-plazmában. Ha ebben az esetben több sugárzó rendszert érint. a perturbáló részecskék típusai, majd a teljes Sh. l. egyenlő az összes részecskék hatása által okozott szélességek összegével:
ahol Nm az m típusú részecskék koncentrációja, és Km = 2
ahol n jelentése ch. a kvantumszám a felső. szint, m - kvantumhibája. z - spektroszkópia. az ionszimbólum, Ne az elektronkoncentráció, a0.2-0.5 faktor a semleges atomokra, az a1 egyes ionokra. A hatásmechanizmus megmagyarázza a nagymértékben izgatott hidrogénatomok közötti átmenetnek megfelelő rádiósávok kiterjesztését is. Ebben az esetben Sh. l. a nem rugalmas átmenetek és arányosság miatt következik be. töltéskoncentráció. részecskéket.
A semleges gáz atomok szélesítése a spektrális vonalak által meghatározott potenciálja idegen gázok van der Waals kölcsönhatás V = C6 / R 6 (R - közötti távolság atomok, C6 - állandó egy adott típusú kölcsönható atom); bs l. kifejezést f-loy fejezte ki
ahol M az ütköző részecskék csökkentett tömege, és N koncentrációja. Naib. az atom-semleges gázok kibővülése homogén gázban (rezonancia szélesedés) zajlik. Egy elszigetelt rezonancia vonal számára
ahol m az elektron tömege, f01 az átmenet 01, J0 és J1 oszcillátorának erőssége a talaj és rezonancia szintek teljes szögsebességének kvantumszámai.
A kibővítő állandók K vibrációs-rotációs. és vra-shchat. a molekulák többségének vonalai gyakorlatilag ugyanolyan nagyságrendűek. T = 300 K hőmérsékleten a K karakterisztikus értéke
1 × 10 -9 cm 3 s -1. A nagy örvény. kvantumszámok, amikor az energia különbség összehasonlítható szinten kT. uschirenie válik több. -szer kevesebb. A K értékét jellemzően AT a. Sőt, az empirikus. értéke indikátora december 0,12-0,40 molekulák adják párokat. Kiszélesítése miatt a saját. gáznyomás jelentősen meghaladja szélesítése idegen gáz csak bizonyos esetekben - gyakran poláris molekulákat. Tehát egy állandó nyomás szélesedés örvényleni. H2 O vonal 380 GHz-es frekvenciával 7,5 × 10 -9 cm 3 s -1. bS l. közötti kölcsönhatás miatt a részecskék meghatározására azok koncentrációja az abszorbeáló és kibocsátó helyeken (lásd. pl. plazma Diagnostics).
A nagyon kis szélességű spektrális vonalakat a Mossbauer-effektus alatt a kristályok nukleáris átmenetében valósítják meg. A szűk spektrális vonalakat kvantumgenerátorok - maserek és lézerek emittálják.
HIVATKOZÁSOK: Konjevic N. Dimitrijevic M.S. Wiese W. L. A semleges atomok spektrális vonalaiban végzett kísérletes tiszta szélességek és eltolódások, J. Phys. Chem. Ref. Data, 1984, v. 13. kötet, 3. o. 619: Konjevic N. Dimitrijević. S. A pozitív ionok spektrális vonalaira vonatkozó i. Kísérleti csíkos szélességek és eltolódások, ibid., P. 649; lásd még világít. a művészetben. Spectral line kiterjesztése. E. A. Yukov.