Ширина спектральной линии

ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ [c.37]

Контур спектральной линии называется естественным, если он обусловлен только затуханием вследствие излучения. Соответственно ширина спектральной линии в этом случае называется естественной шириной. [c.39]

Следовательно, ширина спектральной линии по шкале частот равна [c.40]

Мы видим, что естественная ширина спектральной линии гармонического осциллятора равна константе затухания (или обратному значению времени жизни осциллятора). Для видимого света (% = = 5000 А) Асо 10 с" . По шкале длин волн естественная ширина спектральной линии равна [c.40]

Из (2.66) и (2.67) вытекают важные выводы, относяш,иеся к естественной ширине спектральных линий. Как следует из (2.64) и (2.65), ширина линии по шкале частот изменяется пропорционально (о, в то время как tsX не зависит от А,. Как Асо, так и hX обратно пропорциональны массам колеблющихся частиц. По этой причине при колебаниях иона, масса которого в тысячи раз больше массы электрона, ширина спектральной линии будет на три порядка меньше, чем ширина, соответствующая колебанию электрона. [c.40]

Ширину спектральных линий можно определить, исследуя распределение интенсивности излучения по частотам с помощью при- [c.40]

Наличие естественной ширины спектральной линии вытекает также из квантовой теории. Согласно квантовой теории, атомы (и молекулы) принимают не всевозможные значения энергии, а лишь дискретные, т. е. каждому атому соответствует совокупность значений энергии. Их и принято называть энергетическими уровнями. Отдельные уровни энергии графически изображаются с помощью горизонтальных линий. Расстояния между линиями в вертикальном направлении в выбранных масштабах выражают разность энергий между соответствующими их уровнями. При переходе атомов (или электронов) с верхних уровней на нижние происходит излучение, а при обратном переходе — поглощение. [c.41]

Высокая монохроматичность лазерного излучения обусловлена еще и тем, что при выборе специального режима генератора из возможных мод отбираются те, которым соответствуют весьма малые числа /п . В результате ширина спектральных линий для оптических квантовых генераторов становится значительно меньше, чем ширина спектральной линии люминесценции . [c.387]

В этой связи следует обратить внимание на то, что до появления оптических квантовых генераторов считалось принципиально невозможным преодоление предела существующей до тех пор монохроматичности, определяемой естественной шириной спектральной линии, обусловленной, в свою очередь, конечностью времени высвечивания отдельного атома. [c.387]

Естественная ширина спектральной линии 39—41 [c.427]

Для уменьшения доплеровской ширины спектральных линий в спектроскопии высокого разрешения используют излучение [c.393]

Майкельсон применил интерферометрическое наблюдение для оценки малых угловых расстояний между двойными звездами, а также для оценки углового диаметра звезд. Метод Майкельсона, равно как и применение его к определению размеров субмикроскопических частичек, будет изложен ниже (см. 45). Наконец, понятно, что интерференционные методы, позволяющие с огромной точностью определять длину волны, могут служить для самых тонких спектроскопических исследований (тонкая структура спектральных линий, исследование формы и ширины спектральных линий, ничтожные изменения в строении спектральных линий). Интерференционные спектроскопы, их достоинства и недостатки будут обсуждены вместе с другими спектральными приборами (дифракционная решетка, призма) в 50. [c.149]

Наконец, следует упомянуть, что во всех газовых источниках света мы всегда имеем дело со светящимися атомами газа, летящими с довольно большими скоростями по всем направлениям (скорости от 100 м/с до 2 км/с в зависимости от молекулярного веса газа и его температуры). Вследствие допплеровского смещения спектральные линии оказываются расширенными. При значительном разрежении газа, когда столкновения между светящимися атомами и окружающими частицами сравнительно редки, явление Допплера служит главной причиной, определяющей ширину спектральной линии. Наблюдение уширения спектральных линий в указанных условиях также является подтверждением эффекта Допплера. Удалось установить, например, что при охлаждении такого источника жидким воздухом ширина линий уменьшалась соответственно уменьшению средних молекулярных скоростей. [c.440]

Ширина спектральных линий и затухание излучения [c.571]

Каждая такая спектральная линия не представляет собой, однако, излучения строго определенной длины волны, а является, как уже не раз упоминалось, излучением в очень узком спектральном участке, в котором энергия распределена так, что интенсивность быстро падает от центра к краям. Измерение ширины спектральной линии (см. 158) показывает, что в излучении разреженного газа величина этого участка нередко ограничена сотыми и даже тысячными долями ангстрема. Однако условия возбуждения могут заметно влиять и на эту величину, равно как и на положение центра (максимума) спектральной линии. Внешнее электрическое (или магнитное) поле вызывает расширение (или даже расщепление) спектральной линии, а такие внешние поля (особенно электрические) могут в условиях газового разряда обусловливаться высокой концентрацией ионов в разряде и достигать заметной величины столкновение светящегося атома с соседними во время процесса излучения также ведет к уширению линии й тому же ведет и самый факт теплового движения атома вследствие эффекта Допплера. В специальных условиях, например при мощных разрядах, сопровождающихся сильной ионизацией, или при большой плотности газа эти искажения могут достигать значительной величины. Однако [c.712]

Монохроматичность лазерного излучения исключительно высока. Поглощение и испускание атомной системы характеризуются некоторым интервалом частот, который называется шириной спектральной линии (или полосы). У лазерного излучения этот интервал чрезвычайно узок, что и определяет его высокую монохроматичность. [c.280]

Однако такой вывод был бы неверным. Дело в том, что переход между уровнями Ei и Е , как и любой другой переход, характеризуется не строго определенной энергией — 1, а спектром энергий, или, иначе говоря, спектральной линией некоторой ширины Г (рис. 8.10, б как видно из рисунка, ширина линии измеряется на половине ее высоты). Ширина линии обусловлена несколькими причинами, из которых укажем лишь две основных. Первая связана с тем, что атом живет на возбужденном уровне конечное время т поэтому, согласно соотношению неопределенностей (4.1.3), энергия уровня имеет неопределенность порядка А/т. Эта неопределенность обусловливает естественную ширину спектральной линии [c.205]

Вторая причина связана с тем, что в действительности атомы не покоятся (до испускания или поглощения фотона), а все время находятся в тепловом движении. Это приводит к эффекту Доплера, обусловливающему доплеровскую ширину спектральной линии [c.205]

Энергия и импульс у-кванта во много раз больше, чем у фотона видимого света соответственно во много раз больше и энергия отдачи W. При Йсо = 100 кэВ получаем (для 7Ис = 10 МэВ), что 17 0,1 эВ. Время жизни атомных ядер на возбужденных уровнях порядка 10 "—Ю с следовательно, естественная ширина спектральных линий составляет примерно 10 5—10 эВ. Основную роль играет в данном случае, однако, не естественная, а доплеров-ская ширина при комнатных температурах она оказывается порядка 0,1 эВ, т. е. того же порядка, что и энергия отдачи W. [c.206]

Рис. 6. Зависимость интенсивности в центре линии, разрешающей способности и ширины спектральной линии от ширины щели спектрографа I и 2 — интенсивности при

ЗАДАЧА 17. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ В ПЛАЗМЕ ПО ШИРИНЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ [c.261]

Ширина спектральных линий, излучаемых атомами и ионами плазмы, определяется различными факторами. [c.261]

Ширина спектральной линии, измеряемая как частотное расстояние между точками контура, в которых интенсивность равна половине максимальной, в случае естественного уширения связана с временем жизни т возбужденного состояния следующим образом [c.262]

Естественная ширина спектральных линий обычно очень мала. В видимой области спектра для большинства линий она близка к 10 нм. [c.262]

Доплеровская ширина спектральной линии равна [c.262]

Число переходов между уровнями / и 2 за время й1, сопровождающихся излучением или поглощением кванта с частотой в спектральном интервале V, v + (iv, определяется следующими соотношениями, обобщающими (6.1) — (6.3) на случай конечной ширины спектральных линий [c.288]

Естественная ширина спектральных линий. График занисимо-сти I от со, изображенный на рис. 2.12, называется контуром спектральной линии. Как следует из (2.64), при со = О [c.39]

Ширину спектральной линии принято характеризовать шири-ной контура при значенип ординаты, равной половине от максимальной интенсивности, т. е. при / (ш) = / .акс- Подставляя [c.40]

Нетрудно показать, что контур линии при таком уширении будет гауссовским. Доплеровская ширина спектральной линии б д зависит от длины волны излучаемого света и пропорциональна V т/м, где Т — термодинамическая температура гаал, М — его молярная масса. Она в среднем более чем на два порядка превышает естественную ширину спектральной линии, обуслов ленную процессами излучения. В грубом приближении можно [c.232]

Наибольшие значения разности хода имеют место при голографировании трехмерных объектов, когда Ь практически совпадает с размерами объекта. Если, следовательно, последние составляют несколько десятков см, то Av не может превышать 0,01 см . Для сравнения укажем, что ширины спектральных линий в газоразрядных источниках света, как правило, находятся в пределах 0,1 — 1 см , и поэтому их применение в голографии предполагает дополнительную монохроматпзацию с помощью спектральных приборов с высокой разрешающей силой типа интерферометра Фабри —Перо (см. 30, 50). [c.260]

Для характеристики степени монохроматичности спектральных линий, т. е. излучения практически изолированных атомов, надо исследовать распределение интенсивности излучения по частотам с помощью прибора высокой разрешающей способности, например интерферометра Майкельсона или Фабри—Перо. Результат такого исследования можно представить в виде диаграммы (рис. 28.16), где по оси абсцисс отложены длины волн, а по оси ординат — соответствующие интенсивности. Конечно, нижние части полученных кривых очень мало достоверны, и можно полагать, что в идеальных условиях кривые спадали бы к нулю асимптотически. В разных условиях опыта (различие в природе пара, различие в температуре и давлении его, в степени иониза-0,01 000 0,03 Щ ции и т. д.) форма спектральной линии, изображенная на рис. Рис. 28.16. Контур линии испуска- 28.16, может быть различной. В качестве характеристики ширины линии условно принимают расстояние в ангстремах между двумя точками А, В, где ордината достигает половины максимальной. Эту условную характеристику принято называть шириной спектральной линии. Как сказано, она в очень благоприятных случаях может составлять 0,001 А и менее, но обычно бывает значительно шире кроме того, и форма линии мом ет сильно отступать от приведенной на рисунке, будучи иногда заметно асимметричной. [c.572]

Всякая причина, обусловливающая затухание электронных колебаний в атоме, влияет, конечно, на ширину спектральной линии, ибо вследствие затухания колебание перестает быть синусоидальным, и соответствующее излучение будет более или менее отличаться от монохроматического. Поэтому и затухание вследствие излучения и затухание, обусловленное соударениями, ведут к тем больщему уширению спектральной линии, чем больше значение этих факторов. Затухание вследствие излучения должно характеризовать атом, поставленный в наиболее благоприятные условия, т. е. вполне изолированный от воздействия каких-либо внешних агентов. Поэтому ширину, обусловленную этой причиной, называют естественной или радиационной шириной спектральной линии. Величина ее обусловлена механизмом излучения атома. Рассматривая атом как электрический диполь, колеС>лющийся по законам [c.572]

Так как в обычных разрядных трубках светящиеся молекулы газа носятся вследствие теплового движения по всем направлениям, то для наблюдателя, измеряющего ширину спектральной линии, выступает еще одна причина уширения, уже отмечавшаяся в 22 свет посылается движущимися атомами, так что частота его изменена эс[)фектом Допплера (см. 128). Поскольку движение атомов происходит по всевозможным направлениям, составляющим все-возмоя ные углы с направлением наблюдения, то изменение частоты [c.574]

Численное значение произведения NА(й пропорционально ширине спектральной линии, соответствующей переходу между уровнями с инверсной заселенностью, поскольку именно в этом участке спектра коэффициент усиления имеет большое значение. Если, например, iVA o = 10 с , чему соответствует 5,3 см" , то АТ = = 2л 10 с. Именно такие численные значения величин и имеют место в случае, приведенном на рис. 40.19. Теоретические оценки вселяют надежду на сокращение величины АТ еще в 10—100 раз. Иными словами, можно, по-видимому, создать волновой цуг, ссдеп-жащий всего несколько колебаний с периодом 2n/id = 3 10 с (А, = 1 мкм). [c.813]

Идеальный когерентный источник излучает свет строго одной частоты. Реальный лазер излучает спектр колебаний— спектральную линию, в которой присутствуют несколько частот. Ширина спектральной линии связана с понятием временной когерентности и в конечном счете определяет допустимую глубину голографируемой сцены, т. е. максимальную разность хода / между объектным и опорным пучками, допустимую без уменьшения контраста интерференционной картины 1=к / к. [c.35]

Первые лазерные голограммы были получены с помощью гелий-неонового лазера с длиной волны излучения >,==0,6328 мкм, работающего на нейтральных атомах. Существующие гелий-неоновые лазеры могут генерировать непрерывные колебания также в ближней инфракрасной области спектра на следующих длинах волн 1,15 мкм и 3,36 мкм, имеющие узкие спектральные линии, что позволяет с их помощью получать 1олограммы сцен глубиной в несколько десятков метров. Однако малая мощность излучения таких лазеров (0,1—0,5 мВт) ограничивает возможность их применения, так как в. этом случае для получения голограммы требуется большое время. экспозиции, составляющее десятки минут. При увеличении мощности гелий-неоновых лазеров путем увеличения длины газоразрядной трубки увеличивается и ширина спектральной линии, так что при мощности 100 мВт гелий-неоновый лазер позволяет регистрировать сцены глубиной не более 20 см. [c.36]

Мёссбауэр изучал ядерное резонансное поглощение 7-излучения в изотопе иридия с массовым числом 191 (1 Чг). В данном случае энергия перехода составляла 129 кэВ, доплеровская ширина спектральной линии при комнатной температуре была равна 0,1 эВ, что совпадало с величиной относительного сдвига линий испускания и поглощения. Желая уменьшить резонансное поглощение, Мёссбауэр охладил источник 7-излучения и поглотитель до 88 К. К своему удивлению он обнаружил, что резонансное поглощение при этом не только не уменьшилось, но, напротив, существенно усилилось. Усиление резонансного поглощения наблюдалось при неподвижных источнике и поглотителе оно исчезало, когда источник начинал двигаться относительно поглотителя со скоростью, равной всего нескольким сантиметрам в секунду. [c.207]

Ширина спектральных линий в полом катоде обусловлена в основном доплеровским уширением. Для его уменьшения прибегают к охлаждению катода. Вследствие выделения тепла при разряде температура газа внутри полости катода может быть заметно выше температуры его стенок. Для линий водородоподобных атомов, сильно подверженных эффекту Штарка, может оказаться существенным их уширение заряженными частицами в плазме. Резонансные линии элементов нередко испытывают уширение вследствие самопоглощения. (Об уширенин спектральных линий см. задачу 17 I.) [c.74]

Здесь <1пл — поглощательная способность пламени в пределах наблюдаемой спектральной линии, —температура пламени, 6Х — ширина спектральной линии. Форма спектральной линии предполагается прямоугольной. Этот случай с хорошим приближением соответствует спектральной линии, уширенной за счет реабсорб ции. Сплошной фон в спектре пламени принимается равным нулю. [c.254]

Лоренцовская ширина спектральной линии, равная [c.263]

Для неоднородного уширения выражение (6.21), как и (6.15), справедливо только при малой спектральной плотности излучения на частоте атомного перехода, когда оно не может существенно изменить распределение атомор по частотам. Учитывая нормировку функции 5(т—То), из (6.21) можно получить, что коэффициент усиления на центральной частоте й(то) обратно пропорционален ширине спектральной линии. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...