Ширина линии естественная

Ширина линии (естественная) в квантовой теории складывается из суммарных вероятностей переходов (5.68) = Г -1-Г ). В соответствии с определениями силы осциллятора и коэффициента Эйнштейна Впп (5.72), (5.70), площадь линии равна [c.251]

В случае атомных пучков, где сильно снижено влияние соударений а также (при наблюдении света, излучаемого перпендикулярно к направлению пучка) эффекта Допплера, можно приблизиться к условиям, когда х определяется затуханием из-за излучения. Соответствуюш ая ширина Дv называется естественной шириной линий. Естественная ширина линий в оптике порядка 10 герц. [c.563]

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]

Эта ширина в сотни раз больше естественной ширины линии. [c.40]

Излучение лазера представляется наиболее близким к идеальной монохроматической волне. Эффективная ширина каждой из компонент линии газового лазера в результате ряда причин оказывается даже меньше указанного выше предела (10 —10 А, тогда как естественная ширина линии составляет -10 А), а мощность, излучаемая в столь узком интервале волн, относительно велика. Так, неон-гелиевый лазер, генерирующий излучение с длиной волны 6328 А, обычно имеет мощность порядка нескольких милливатт. В некоторых других газовых лазерах [c.34]

Простые расчеты показывают, что ширина полученного при этом гауссова контура значительно (в десятки раз и более) превышает естественную ширину линии. Как и следовало ожидать, это уширение зависит от температуры газа, его молекулярного (атомного) веса и частоты излучения [c.67]

Схема опыта показана на рис. 28.17. При помощи мощных насосов в пространстве А поддерживается достаточное разрежение (-<0,001 мм рт. ст.), несмотря на то, что в части В, соединенной с А узкой диафрагмой (0,1 X 3 мм ), имеется давление около 0,05 мм рт. ст., необходимое для создания каналового пучка. Светящиеся атомы, влетев в пространство А, движутся без столкновений, излучают свет, и колебания в них постепенно затухают. Поэтому интенсивность свечения падает по мере удаления от входного отверстия, и ее падение может служить мерой естественного затухания и, следовательно, естественной ширины линии. [c.573]

Помимо технических, существуют так называемые естественные причины уширения линий излучения квантовых генераторов, а именно броуновское движение зеркал и спонтанное испускание активной среды. Как показывают опыты и расчеты, спектральная ширина, определяемая естественными причинами, составляет 10 — 10 с , т. е. фантастически малую величину. [c.801]

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]

Величина 7 называется коэффициентом затухания, а х—временем затухания. В результате затухания излучение не может определяться одной единственной частотой v, но характеризуется набором частот, распределенных в некотором интервале. Другими словами, линия перестает быть строго монохроматической и оказывается расширенной (естественная ширина линий, см. 83). Однако пока мы не будем принимать во внимание естественного расширения линий, а предположим, что линии расширены лишь за счет беспорядочного теплового движения атомов (осцилляторов) в силу принципа Допплера ( 84). Тогда по отношению к каждому отдельному осциллятору сохраняются в неизменном виде формулы (I) — (4), расширение же линий определяется тем, что отдельные атомы движутся с разными (по величине и направлению) скоростями по отношению к спектральному прибору. с помош.ью которого линия наблюдается. В этом случае формула (5) относится к полному (интегральному) излучению, приходящемуся на всю линию в целом. [c.391]

Естественная ширина линий [c.476]

ЕСТЕСТВЕННАЯ ШИРИНА ЛИНИЙ 477 [c.477]

Таким образом, естественная ширина линии (в шкале частот), кроме мировых постоянных, зависит только от частоты v. Если выражать [c.478]

ЕСТЕСТВЕННАЯ ШИРИНА ЛИНИЙ 479 [c.479]

Значения каждого из коэффициентов и определяются через сумму вероятностей переходов формулой (13). Вероятности же как мы видели ( 73), весьма различны для разных переходов. Таким образом, с точки зрения квантовой электродинамики естественная ширина спектральных линий различна. Только для интенсивных дипольных переходов вероятность перехода порядка 10 сек , и, следовательно, естественная ширина линии Av оказывается величиной порядка 10 А, как и [c.480]

Поскольку ширина линии по формуле (15) определяется суммой ширин ее начального и конечного уровней, то не существует простого соотношения между естественной шириной линии и ее интенсивностью. На рис. 260 представлены три уровня, нижний из которых (1) является нормальным. Время существования нормального уровня неограниченно велико, поэтому для него = 0, и он изображен узкой чертой. Два других уровня (2 и 3) имеют ограниченное время жизни, поэтому они изображены в виде размытых полосок. Пусть вероятность перехода между уровнями 2 -> 1 велика, а между уровнями 3-> 1 и 3->2 мала. В соответствии с этим уровень 2 размыт сильнее, чем уровень 3. Линия с частотой будет более яркой (что отмечено более жирной стрелкой), чем линия с частотой Vgg, так как первой из них соответствует большая вероятность перехода, чем второй (считая заселенности уровней одинаковыми). Однако обе линии имеют приблизительно одинаковую естественную ширину, определяемую для обеих линий в основном шириной уровня 2. Слабая же линия Vgj, возникающая при переходе 3-> 1, имеет малую естественную ширину, так как она создается при переходе между двумя резкими энергетическими уровнями. [c.480]

Рис. 261. Аномально большая естественная ширина линии

Если такой резонатор используется в Не—Ые-лазере, ширина спектральной линии в котором определяется в основном эффектом Доплера, то согласно (20) на переходе неона, соответствующем к = 1,152 мкм, Avp я 800 МГц, а естественная ширина линии для этого перехода согласно (17) составит Avg = 10 МГц. Следовательно, А/ < Avg < Av < Ava. Поскольку доплеровская ширина оказывается значительно больше частотного интервала между соседними модами, то, очевидно, в резонаторе одновременно может быть возбуждено несколько частот, соответствующих аксиальным модам колебаний. [c.14]

Эта так называемая естественная ширина линии является минимально возможной. Естественная ширина линии резко растет с ростом v(oov ) и становится заметной в коротковолновой части спектра. В оптическом и инфракрасном диапазоне спектра, где работает большинство лазеров, эта ширина, как правило, незначительна. Так, например, для основного лазерного перехода молекулы СОг время жизни частицы с и Avo 3-10 Гц. [c.18]

По аналогии с естественной шириной линии величину столкновительного уширения можно выразить через время жизни возбужденного состояния Тст, обусловленное релаксационными процессами, т. е. [c.19]

В 1958 г. Р. Мессбауэр показал, что при некоторых условиях (достаточно низкая температура, мягкое у-излучение, жесткая связь ядер в кристалле) в спектре поглощения у-квантов появляется узкая линия (сплошная на рис. 203), максимум которой соответствует энергии ядерного перехода Е = Ео. Если по каким-либо причинам (под действием любого поля) энергия перехода, т. е. разница возбужденного и основного уровней, изменяется в источнике или в поглотителе на АЕ, причем АЕ > Г (здесь Г — естественная ширина линии резонансного поглощения, Г — Й/т h — h/2n, h — постоянная Планка, а т — среднее время жизни возбужденного состояния ядра), то линия резонансного поглощения исчезает. Однако ее можно получить вновь, используя [c.460]

Исключительно высокая разрешающая способность (отношение естественной ширины линии к энергии перехода Г/Е равно [c.461]

Планк теоретически доказал, что ширина спектральной линии не может быть меньше 1,18 л. Эта наименьшая возможная ширина носит название естественной ширины спектральной линии. До последнего времени считалось, что получить линию шириной меньше естественной невозможно. Недавние работы по созданию квантовых усилителей и генераторов света (лазеров) теоретически показали, что можно создать излучатель света со спектральными линиями шириной, меньшей естественной ширины линии. Источники монохроматического света, применяемые для различных измерений и исследований, испускают линии, ширина которых в значительной мере превосходит естественную ширину, так что последней обычно пренебрегают. [c.15]

Таким образом, явление интерференции света, которое позволяет обнаружить особенности светового излучения и строения спектральных линий, может наблюдаться лишь при определенных условиях. Подобно тому как призма помогла впервые увидеть человеку составные цвета белого света, так с помощью интерферометров оказалось возможным углубить анализ светового излучения, исследовать строение, контур спектральных линий, излучаемых различными источниками, определить ширину этого контура. Именно при помощи созданного Майкельсоном интерферометра ученому удалось открыть сверхтонкую структуру линий, сравнить многие из них друг с другом и выбрать казавшуюся тогда самой простой красную линию естественного кадмия в качестве эталона-свидетеля метра, т. е. сформулировать и решить задачу выбора первичной эталонной длины световой волны. Интерферометры могут играть роль своего рода спектроскопов, позволяющих заметить мельчайшие изменения в составе частот одной спектральной линии. [c.22]

Уже из первых исследований стало ясно, что между длинами волн Кг и имеется смещение, — следовательно, необходимо было добиться очень высокой чистоты изотопа криптона. И хотя содержание в естественной смеси очень большое, однако методом термодиффузии оказалось значительно легче получить высокий процент обогащения именно для крайнего изотопа Кг . Поэтому вместо предложенного на первой сессии излучения Кг в дальнейшем все исследования были выполнены с Кг . Из трех четных изотопов кадмия, излучение которых было исследовано, выбор пал на — тоже исходя из возможности получения более высокого коэффициента обогащения. Кроме излучений этих трех элементов, были также просмотрены излучения всех четно-четных элементов периодической системы. В частности, излучения РЬ , Хе з , Ne2°, Са , Th . Наилучшими по простоте возбуждения спектров в источниках, количеству и расположению линий в видимой области спектра и по ширине линий были признаны излучения изотопов d, Кг и Hg. [c.46]

Если бы уровни энергии в действительности являлись геометрическими линиями, то атомы излучали бы строго монохроматическую волну и спектр был бы строго линейчатым (дискретным). Одиако, как показывают опыты, атомы излучают спектр частот определенной ширины. Уширение спектральной линии, согласно квантовой теории, объясняется тем, что сами энергетические уровни обладают некоторой шириной Дт, величина которой определяется так называемым соотношением неопределенностей Гейзенберга AojT h, где т — время жизни атома на энергетическом уровне шириной А(о, h — постоянная Планка. Из этого соотношения вытекает, что Асо /г/т, т. е. естественная ширина линий, согласно квантовой теории, обратно пропорциональна времени жизни атома в начальном состоянии. [c.41]

Другими словами, нельзя выделить какую-либо группу атомов, определяющих заданную часть контура. Так, например, оцененная выше (Avp T -10 Гц) естественная ширина линии полностью удовлетворяет этому определению, так как ее возникновение связано со средней потерей энергии на излучение каждым атомом. Но значительно большее однородное уширение может возникнуть в результате столкновений атомов, приводящих к обрыву колебаний. Очевидно, что и в этом случае мы не можем указать, какая часть контура связана с излучением тех или иных атомов. При исследовании этого уширения оказывается полезным введение коэффициента затухания колебаний у, который может быть оценен в эксперименте. [c.66]

Этот лоренцвв контур представлен на рис. 1.26. Затухание сильно зависит от концентрации излучающих атомов. При относительно небольшом затухании столкновительное уширение примерно в 10 раз превышает естественную ширину линии, которая также показана на этом рисунке в несколько искаженном масштабе. Соответственно т з., >> Тстолк [c.66]

Неопределенность в энергии возбужденного состояния приводит к немонохромэтичности -у-излучения, испускаемого при переходе ядра из возбужденного состояния в основное. Эту не-монохроматичность принято называть естественной шириной (Г) линии испускания улучей. В нашем примере Г 5 - 10 эв. Это очень малая величина по сравнению с энергией у-перехода Е — 129 кэв. Поэтому если бы существовал способ обнаружения изменения энергии на величину порядка естественной ширины линии излучения, то он дал бы возможность измерять энергию [c.176]

В принципе обнаружить изменение энергии на величину, равную естественной ширине линии излучения, можно при помощи резонансного поглощения -у-лучей. Резонансным поглощением -у-лучей называется процесс возбуждения ядра под действием уквантов, испускаемых этими ядрами при обратных переходах из данного возбужденного состояния в основное. [c.176]

Рис. 97. Формы спектральной линии 1—естественная или лоренцовская (дисперсионное распределение интенсивности) 2 — доплеровская (гауссовское распределение). Для обоих случаев ширины линий и интегральные интенсив-00

Аномально большой естественной шириной обладают линии, с верхнего уровня которых происходит процесс автоионизации ( 38). Наличие автоионизации означает, что имеется большая вероятность распада уровня с переходом электрона в континуум. В результате уровень становится весьма расширенным. Естественная ширина линии может при этом достигать относительно [c.481]

Естественная ширина линии классич. осциллятора с зарядом е, массо т и собств. частотой ыд равна Г= =2eal/3m . Радиац. затухание приводит также к очень небольшому смещению максимума л 1ини в сторону мсныпнх частот [c.29]

Как видно из рис. 8.1, резонансное поглощение осуществляется только в тех случаях, если ЛИНИН испускания и поглощения перекрываются, т. е. Д<Г, где 2 Г — естественная ширина линии (ширина линии на половине высоты), определяющая минимальную нз.меряе-мую энергию (А т1п) Г=Л/т. [c.161]

Однако если излучающее и поглощающее ядра связаны в кристаллической решетке (или во всяком случае конденсированной фазе), то при определенных условиях энергию отдачи воспринимает не отдельное ядро, а кристалл в целом, масса которого на много порядков превосходит массу ядра. Появляется конечная вероятность испускания (поглощения) укван-тов без отдачи. В спектре этому процессу соответствует несмещенная линия естественной ширины. Иначе говоря, максимум испускания и поглощения соответствует энергии Еа, не смещенной на Е (штриховая линия на рис. 8.1), а ширина линии на половине высоты равна 2п./т. Вероятность такого безотдачного процесса и есть вероятность эффекта Мессбауэра. [c.162]

Чем уже частотный участок спектра, выбранный для освещения интерферометра, тем при большей разности хода прекращается интерференция. Если можно было бы получить когерентный источник, излучающий идеально монохроматический свет, то интерференцию наблюдали бы при неограниченной разности хода. Реально же существующие источники света излучают, как уже упоминалось, расщиренные сложные спектральные линии. Поэтому для каждой спектральной линии в зависимости от ее строения и ширины существует своя предельная разность хода, при которой еще видна интерференция. Эта разность хода и называется пределом когерентности для данной спектральной линии. Так, для красной линии естественного кадмия предел когерентности наступает при разности хода 300 мм. Для специальных условий возбуждения предел когерентности, например, линий криптона достигает 600-Н 780 мм. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...