ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ

ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ
ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ

-мера немонохроматичности спектральной линии. Ш. <с. л. определяют как расстояние между точками контура спектральной линии, в к-рых интенсивность равна половине её макс, значения. В научной литературе вместо термина "Ш. <с. л." иногда используют англ. аббревиатуру FWHM - Full Width at Half Maximum. Ш. с. л. выражают в единицах круговой частоты - dw (с -1), частоты - dv (Гц), длины волны - dl (нм) или волнового числа - d(1/l) = dv/c (см -1). Иногда под Ш. <с. <л. понимают полуширину g = dw/2; для классич. осциллятораg есть константа затухания амплитуды свободных колебаний.

Для изолированной квантовой системы характерна естественная (радиационная) Ш. с. л. dve, определяемая суммой ширин уровней энергии, между к-рыми происходит соответствующий данной спектральной линии спонтанный квантовый переход. Для разрешённых отбора правилами переходов dve255007-22.jpgl-2. Величина dve очень мала в радиодиапазоне, для ИК-линий dve~100 Гц, в видимом и УФ-диапазонах dve~ 10 МГц (для интенсивных линий). Для излучат. переходов из метастабильных состояний естеств. ширина может быть очень малой; так, для строго запрещённой линии вoдорода 2S1/2 -1S1/2 величина dve обусловлена двухфотонным распадом верх. уровня и составляет всего ок. 1,3 Гц.

В разреженных газах с максвелловским распределением частиц по скоростям спектральные линии имеют доплеровскую ширину, определяемую Доплера эффектом:

255007-23.jpg

где 255007-24.jpg -наиб. вероятная скорость частиц в газе, M - масса атома (или молекулы), w0 - круговая частота спектральной линии. T. о., доплеровская ширина зависит от темп-ры и часто используется для её определения.

В плотных газах, плазме, жидкостях и твёрдых телах Ш. <с. л. обусловлена взаимодействием частиц (см. Ушире ние спектральных линий). Так, Ш. с. л. водородоподобного иона с зарядом ядра Z в плазме в осн. определяется квазистатич. уширением ионами:

255007-25.jpg

где Z,- заряд возмущающих ионов, Ni - их концентрация (число в 1 см 3), n и п' - гл. квантовые числа уровней энергии, участвующих в квантовом переходе. В большинстве случаев, однако, механизм уширения спектральных линий в плазме ударный. Если при этом на излучающую систему воздействует неск. видов возмущающих частиц, то полная Ш. <с. л. равна сумме ширин, вызванных ударным воздействием всех частиц:

255007-26.jpg

где Nm- концентрация частиц вида т,a Km =2<us'm> - константа уширения спектральной линии при соударении с частицами вида т (s' т- эфф. сечение уширения). Ширина неводородоподобных линий в плазме обусловлена гл. обр. столкновениями с электронами. По порядку величины

255007-27.jpg

где n - гл. квантовое число верх. уровня, m - его квантовый дефект, z- спектроскопич. символ иона, Ne - концентрация электронов, множитель а255007-28.jpg0,2-0,5 для нейтральных атомов, для однократных ионов а255007-29.jpg1. Ударным механизмом объясняется также уширение радиолиний, соответствующих переходам между высоковозбуждёнными уровнями атомов водорода. При этом Ш. с. л. обусловлена неупругими переходами и пропорц. концентрации заряж. частиц.

В нейтральных газах уширение спектральных линий атомами посторонних газов определяется потенциалом ван-дер-ваальсовского взаимодействия V=255007-30.jpgC6/R6(R - расстояние между атомами, C6 - постоянная для данного типа взаимодействующих атомов); Ш. <с. л. выражается ф-лой

255007-31.jpg

где M - приведённая масса сталкивающихся частиц, N- их концентрация. Наиб. уширение в атомарных нейтральных газах испытывают резонансные линии в однородном газе (резонансное уширение). Для изолированной резонансной линии

255007-32.jpg

где т - масса электрона, f01 -сила осциллятора перехода 0255007-33.jpg1, J0 и J1- квантовые числа полного момента для основного и резонансного уровней.

Константы уширения К для колебательно-вращат. и вра-щат. линий большинства молекул практически одного порядка величины. При темп-ре T=300 К характерное значение K~ 1 · 10-9 см 3 с -1. Для больших вращат. квантовых чисел, когда разность энергий уровней сопоставима с kT, ущирение становится в неск. раз меньше. Величина К обычно 255007-34.jpgTa, причём эмпирич. значения показателя a для разл. пар молекул составляют 0,12-0,40. Уширение, связанное с собств. давлением газа, существенно превышает уширение посторонним газом лишь в нек-рых случаях - чаще всего у полярных молекул. Так, константа уширения давлением для вращат. линии H2O с частотой 380 ГГц составляет 7,5 · 10-9 см 3 с -1. По Ш. <с. л., обусловленной взаимодействием частиц, определяют их концентрацию в излучающих и поглощающих объектах (см., напр., Диагностика плазмы).

Спектральные линии с очень малой шириной реализуются при ядерных переходах в кристаллах при Мёссбауэра эффекте, узкие спектральные линии испускаются квантовыми генераторами - мазерами и лазерами.

Лит.:Konjevic N., Dimitrijevic M.S., Wiese W. L., Experimental stark widths and shifts for spectral lines of neutral atoms, "J. Phys. Chem. Ref. Data", 1984, v. 13, № 3, p. 619: Konjevic N., DimitrijevicM. S., Experimental stark widths and shifts for spectral lines of positive ions, там же, p. 649; см. также лит. при ст. Уширение спектральных линий. E. А. Юков.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Полезное


Смотреть что такое "ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ" в других словарях:

  • ширина спектральной линии — ширина линии Ширина контура спектральной линии на уровне, равном половине максимальной интенсивности. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 75. Квантовая электроника. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.]… …   Справочник технического переводчика

  • ширина спектральной линии — ширина спектральной линии; ширина линии Ширина контура спектральной линии на уровне, равном половине максимальной интенсивности …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Ширина спектральной линии — Ширина спектральной линии  интервал частот или интервал длин волн, характеризующий спектральные линии в излучениях квантовых систем.[1] Ширина линии измеряется по половине от максимальной …   Википедия

  • ширина спектральной линии — spektro linijos plotis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. spectral line breadth; spectral line width vok. Spektrallinienbreite, f rus. ширина спектральной линии, f pranc. largeur de la raie, f; largeur de la raie spectrale, f …   Fizikos terminų žodynas

  • ширина спектральной линии лазерного излучения — (δv, δλ) ширина линии Расстояние между абсциссами точек контура спектральной линии лазерного излучения, соответствующих половине интенсивности линии в максимуме. [ГОСТ 24453 80] Тематики измерение лазерного излучения Обобщающие …   Справочник технического переводчика

  • ширина спектральной линии (полосы) — (Δv, Δf, Δλ) Спектральный интервал, равный ширине спектральной линии (полосы) на уровне половины максимума вероятности поглощения, излучения или рассеяния. Примечание Спектральный интервал может быть выражен в волновых… …   Справочник технического переводчика

  • ширина спектральной линии (на уровне половины максимальной интенсивности) — 3.12 ширина спектральной линии (на уровне половины максимальной интенсивности) , ΔλL: Максимальный интервал между длинами волн в пределах δλ, при которых ординаты огибающей спектральной линии в спектральном распределении мощности (энергии)… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Ширина спектральной линии лазерного излучения — 16. Ширина спектральной линии лазерного излучения Ширина линии δv δλ Расстояние между абсциссами точек контура спектральной линии лазерного излучения, соответствующих половине интенсивности линии в максимуме Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ширина спектральной линии атома — atomo spektrinės linijos plotis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. atomic linewidth vok. Atomlinienbreite, f rus. ширина спектральной линии атома, f pranc. largeur d une raie atomique, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • ЕСТЕСТВЕННАЯ ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ — ширина спектральной линии, обусловленная спонтанными квантовыми переходами изолированной квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.). Е. ш. с. л. наз. также радиац. шириной …   Физическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»