к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

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. осциллятора g 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 водорода 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 температуры и часто используется для её определения.

В плотных газах, плазме, жидкостях и твёрдых телах Ш.с. л. обусловлена взаимодействием частиц (см. Уширение 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 см3), 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 температуре T= 300 К характерное значение K~ 1 · 10-9 см3 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 см3 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.

Литература по

  1. 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.

    к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

    Знаете ли Вы, что в 1974 - 1980 годах профессор Стефан Маринов из г. Грац, Австрия, проделал серию экспериментов, в которых показал, что Земля движется по отношению к некоторой космической системе отсчета со скоростью 360±30 км/с, которая явно имеет какой-то абсолютный статус. Естественно, ему не давали нигде выступать и он вынужден был начать выпуск своего научного журнала "Deutsche Physik", где объяснял открытое им явление. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

    НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
    Рыцари теории эфира
     13.11.2019 - 11:05: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
    12.11.2019 - 19:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
    12.11.2019 - 19:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
    12.11.2019 - 12:05: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
    12.11.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Бориса Сергеевича Миронова - Карим_Хайдаров.
    12.11.2019 - 11:49: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Веры Лесиной - Карим_Хайдаров.
    11.11.2019 - 00:24: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
    10.11.2019 - 23:14: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Кирилла Мямлина - Карим_Хайдаров.
    08.11.2019 - 06:44: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
    08.11.2019 - 06:42: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
    05.11.2019 - 21:56: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
    04.11.2019 - 12:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
    Bourabai Research Institution home page

    Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution