Допплера эффект, уширение линий

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]

Рассмотренные процессы испускания электромагнитной энергии относятся к неподвижным и отдельно взятым атомам и молекулам. Если же рассматривать совокупность движущихся и взаимодействующих ме.ж-ду собой частиц, из которых состоит реальное вещество, то спектр их излучения будет иным по сравнению со спектром отдельной неподвижной частицы. Прежде всего за счет эффекта Допплера тепловое движение излучающих атомов, молекул, ионов приводит к изменению частоты излучения частицы относительно неподвижной системы координат. Это в свою очередь приводит к так называемому допплеровскому уширению спектральных линий. К уширению линий приводит также столкновение частиц между собой, вызывающее сокращение времени жизни возбужденного состояния и возмущение или смещение уровней. Оба фактора (эффект Допплера и взаимодействие частиц между собой) проявляются тем сильнее, чем выше температура и давление вещества. Таким образом, спектры излучения зависят как от химической природы излучающих веществ (определяющей структуру атомов и молекул), так и от термодинамических параметров (температуры и давления), при которых данное вещество находится. [c.26]

У многоатомных молекул энергетический спектр сложен, поскольку число наборов колебательных и вращательных уровней достаточно велико каждому электронному состоянию соответствует ЗА/ — 6 (или ЗЛ/ — 5) колебательных уровней, а каждому колебательному уровню 3 (или 2) вращательных уровня. Реальные энергетические уровни молекул характеризуются размытостью по ширине, связанной с рядом физических явлений [42] естественным уширением линий (объясняемое принципом неопределенности Гейзенберга энергия уровня АЕ и время Ат, в течение которого система находится на данном уровне, связаны соотношением А -Ат--Ь), уширением из-за столкновений молекул (особенно важно при высоких давлениях), уширением из-за эффекта Допплера (особенно интенсивное при высоких температурах и малых давлениях, что связано с учетом изменения частоты света, поглощаемого или испускаемого молекулой, движущейся со скоростью v в [c.229]

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]

В рассматриваемом случае разреженного газа контур линии может быть сильно уширен вследствие эффекта Допплера, обусловленного тепловым движением атомов. Если принять в расчет только допплеровское уширение, то согласно соотношению (22.17) [c.741]

Хаотическое движение излучающих атомов раскаленных газов пламени, вследствие эффекта Допплера, вызывает возникновение контура линии по форме гауссовой кривой с тем большим уширением по спектру, чем больше кинетическая энергия поступательного движения атомов или чем выше температура пламени. Если уширение спектральной линии обусловлено только эффектом Допплера, то полуширина спектральной линии связана с температурой газа Т выражением [c.421]

Гауссовский СК спектральных линий реализуется, когда уширение обусловлено эффектом Допплера. Допплеровский контур спектральной линии описывается формулой [c.62]

В классической спектроскопии минимальная достижимая ширина линии определяется эффектом Допплера. При исследовании сверхтонкой структуры спектральных линий, чтобы уменьшить штарковское уширение, пользуются методом полого катода 35, 36]. При этом давление поддерживают достаточно низким, для того чтобы можно было пренебречь уширением за счет давления. Минимум допплеровского уширения достигается в разряде с полым катодом при охлаждении жидким азотом или жидким гелием. Некоторая доля электрической мощности неизбежно рассеивается на катоде. Это приводит к тому, что ширина линии в диапазоне 0,5 мк равна 10" см и более даже для самых тяжелых элементов. [c.329]

Определение температуры возбуждения требует определения Nb и Na. Практически для этого требуется получить как можно больше значений N, соответствующих различным значениям %. Зависимость от х и определяет температуру возбуждения. Для того чтобы получить значения N из интенсивностей наблюдаемых линий спектра, следует обратиться к рассмотрению кривой роста (т. е. изучить профиль линий). Вообще говоря, интенсивность линий поглощения у звезд зависит от многих факторов, помимо числа участвующих атомов. Обычно влияют затухание излучения, столкновения и эффект Допплера при тепловом движении. Кроме того, у некоторых линий имеют место эффекты Штарка и Зеемана или уширение благодаря сверхтонкой структуре. Турбулентность небольшого масштаба может при соответствующих условиях имитировать эффект Допплера. Все эти причины, конечно, видоизменяют профиль спектральной линии и соответственно влияют на ее общую интенсивность. [c.400]

Другой причиной уширения спектральных линий является изменение частоты излучаемого света из-за эффекта Допплера. Пусть ( 0 — частота волны, излучаемо неподвижной молекулой атомом). Если молекула равномерно движется, то частота волны, излучаемой ею в направлении оси X, в лабораторной системе отсчета изменяется и в нерелятивистском приближении определяется формулой [c.549]

Эффект Допплера является основной причиной уширения спектральных линий в разреженных газах при высоких температурах. [c.550]

Дихроизм круговой 136 Донорная молекула 442 Допплера эффект, уширение линий 471 Дробный порядок связи 415 Дублет-квартетныс переходы 136, 219 Дублетное расщепление 118 Дублетные полосы, переходы 186, 220, [c.738]

Допплера, эффект давления, элементарный эффект Штарка, эффект самопоглощения и т. п.). Трудно даже представить себе излучение спектра монохроматическим источником света таким, чтобы уровни излучающих атомов не были бы возмущены и чтобы эти атомы находились в состоянии покоя относительно наблюдателя. Эти условия выполнимы лищь для идеального, неосуществимого, источника света, в котором давление светящегося газа, температура разряда и, наконец, плотность тока, проходящего через разряд, равны нулю. Таким образом, перед метрологами встала задача найти числовую разницу между действительно воспроизводимой длиной волны и идеальной, чтобы, внеся соответствующую поправку, получить значение естественной константы. Необходимо было удостовериться, что линия не обладает сверхтонкой структурой, подробно изучить зависимость уширения линии от реальных условий возбуждения спектра (так как по величине уширения можно судить о степени добавочного возмущения) и выяснить смещение максимума контура линии в зависимости от давления светящегося газа в источнике, плотности тока и температуры разряда. [c.46]

К сожалению, спектральные линии уширяются также вследствие других причин (столкновения, внутренний штарк-эффект и т. п.). Поэтому Б тех случаях, когда для измерения температуры используется допплеровское уширение, следует прежде всего тщательно выяснить, не присутствуют ли одновременно другие факторы, вызывающие уширение. Для большинства источников света, к сожалению, установлено, что уширение линий благодаря другим причинам совершенно затемняет допплеровское уширение, что делает невозможным измерение температуры с помощью эффекта Допплера. [c.300]

Вследствие хаотичности теплового движения излучающих атомов эффект Допплера выразится добавочным возмущением уровней, которое и приведет к уширению спектральной линии. Оно обычно носит симметричный характер, превращая узкий контур естественной ширины в колоколообразную широкую кривую. Опыт и теоретические рассуждения показывают, что допплеровское уширение Av пропорционально1 / - , где Г — температура [c.15]

Эффект Допплера имеет место и ддя электромагнитных, в частности световых, волн, однако там он описьшается релятивистской формулой, отличной от (44.2). С ним связано уширение спектральных линий в спектрах газов тепловое движение излучающих свет атомов, наряду с другими факторами, приводит к тому, что вместо бесконечно тонкой линии, соответствуюш ей частоте излучения Уц, в спектре наблюдаются полоса конечной ширины. По наблюдению оптического эс1)фекта Допплера было обнаружено разбегание галактик, что послужило экспериментальным подтверждением модели расширяющейся Вселенной. Частоты световых волн, испускаемых удаляющимися от нас галактиками, воспринимаются земным телескопом уменьшенными и соответстеуюодяе им спектральные линии оказываются смещенными в "красную" область спектра (красное смещение). [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...