Lățimea liniei spectrale este nonmonochromaticitatea liniei spectrale. Bs l. este definită ca distanța dintre punctele liniilor spectrale în intensitatea k ryh este jumătate din valorile max. În literatura științifică, în loc de termenul "Sh.s. utilizați uneori engleza. abrevierea FWHM - Full Width la Half Half Maximum. Cu. l. exprimată în unități de frecvență unghiulară - dw (s -1), frecvența - dv (Hz), lungimea de undă - dl (nm) sau wavenumber - d (1 / l) = dv / c (cm-1). Uneori sub Sh.s. înțelegeți jumătate de lățime g = dw / 2; pentru clasic. Oscilatorul g este constanta de dezintegrare a amplitudinii oscilațiilor libere.
Pentru un sistem cuantic izolat, o radiație naturală Sh. l. MVD. determinată de suma lățimilor nivelelor de energie între care are loc o tranziție cuantică spontană corespunzătoare unei anumite linii spectrale. Pentru regulile de selecție permise pentru tranzițiile dve l -2. Valoarea lui două este foarte mică în domeniul radio, pentru liniile IR două
100 Hz, în intervale vizibile și UV
10 MHz (pentru liniile intensive). Pentru radiații. tranziții de la stări metastabile ale naturii. lățimea poate fi foarte mică; Astfel, pentru o linie de hidrogen strict strict interzisă 2S1 / 2 - 1S1 / 2, valoarea lui doi se datorează degradării celor două fotoni ale vârfului. nivel și este de aprox. 1,3 Hz.
În gazele diluate cu o distribuție a vitezei Maxwellian, liniile spectrale au o lățime Doppler, determinată de efectul Doppler:
în cazul în care -naib. viteza probabilă a particulelor în gaz, M este masa atomului (sau a moleculei) și w0 este frecvența circulară a liniei spectrale. T. despre. Lățimea Doppler depinde de tempo și este adesea folosită pentru determinarea acesteia.
În gazele dense, plasmă. lichide și solide Sh.s. l. se datorează interacțiunii particulelor (vezi lărgirea liniilor spectrale). Astfel, Sh. l. hidrogen ca un ion cu o sarcină a nucleului Z din plasmă în bază. este definit quasistatic. ionizare:
unde Z este sarcina ionilor perturbați, Ni este concentrația lor (număr în 1 cm3), n și n '- ch. numerele cuantice ale nivelurilor de energie care participă la o tranziție cuantică. În majoritatea cazurilor, cu toate acestea, mecanismul de lărgire a liniilor spectrale în plasma de șoc. Dacă în acest caz sistemul radiant este afectat de mai multe. tipuri de particule perturbatoare, apoi un Sh complet. l. este egală cu suma lățimilor cauzate de impactul tuturor particulelor:
unde Nm este concentrația de particule de tipul m și Km = 2
unde n este ch. numărul cuantic este superior. nivel, m - defectul său cuantic. z - spectroscopie. simbolul ionic, Ne este concentrația de electroni, factorul a0.2-0.5 pentru atomii neutri, pentru ionii unici a1. Mecanismul de impact explică, de asemenea, lărgirea liniilor radio corespunzătoare tranzițiilor dintre nivelele foarte excitate de atomi de hidrogen. În acest caz, Sh. l. se datorează tranzițiilor inelastice și proporționalității. încărcare. particule.
In neutru atomii de gaz largire a liniilor spectrale determinate de potențialul gazelor străine van der Waals interacțiune V = C6 / R6 (R - distanța dintre atomi, C6 - constantă pentru un anumit tip de interacțiune atomi); Bs l. este exprimată de f-loy
unde M este masa redusă a particulelor de coliziune și N este concentrația lor. Naib. extinderea gazelor neutre atomice suferă liniile de rezonanță într-un gaz omogen (amplificarea rezonanței). Pentru o linie de rezonanță izolată
unde m este masa electronului, f01 este puterea oscilatorului tranziției 01, J0 și J1 sunt numerele cuantice ale impulsului angular total pentru nivelele de sol și de rezonanță.
Constantele de lărgire K pentru rotație vibrațională. și vra-shchat. linii de majoritatea moleculelor de practic aceeași ordine de mărime. La o temperatură de T = 300 K, valoarea caracteristică a K
1 · 10-9 cm3 s -1. Pentru rotiri mari. cuantice numere, atunci când diferența de energie între nivele este comparabilă cu kT. abraziunea devine în mai multe. ori mai puțin. Valoarea lui K este de obicei T a. și empirice. valorile exponentului a pentru decomp. perechi de molecule sunt 0.12-0.40. Lărgirea asociată cu sine. presiunea gazelor, depășește în mod semnificativ extinderea gazului străin numai în anumite cazuri, cel mai adesea în moleculele polare. Deci, constanta de extindere a presiunii se rotește. linia H2O cu o frecvență de 380 GHz este de 7,5 · 10-9 cm3 s -1. Potrivit Sh. l. cauzate de interacțiunea dintre particule, determină concentrația lor în obiectele radiante și absorbante (vezi, de exemplu, Diagnosticarea plasmei).
Liniile spectrale cu o lățime foarte mică se realizează în tranziții nucleare în cristale sub efectul lui Mossbauer. liniile spectrale înguste sunt emise de generatoare cuantice - maseri și lasere.
REFERINȚE: Konjevic N. Dimitrijevic M.S. Wiese W. L. Lățimile și deplasările stricte experimentale pentru liniile spectrale ale atomilor neutri, J. Phys., Chem., Ref., 1984, v. 13, nr. 3, p. 619: Konjevic N. Dimitrijevic. S. Lățimile și schimbările stricte experimentale pentru liniile spectrale ale ionilor pozitivi, ibid., P. 649; a se vedea, de asemenea, lit. la art. Extinderea liniei spectrale. E. A. Yukov.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: