Уширение линий давлением

Уширение линий давлением. Спектральные линии, излучаемые атомами или ионами, подвергающимися воздействию окружающих их нейтральных и заряженных частиц, дополнительно уширяются. Величина и вид уширения линий при этом зависят от характера взаимодействия частиц. [c.263]

Уширение линий давлением [c.171]

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]

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ — спектры поглощения, испускания или рассеяния, возникающие при квантовых переходах молекул из одного энергетич, состояния в другое. М. с. определяются составом молекулы, её структурой, характером хим. связи и взаимодействием с внеш. полями (и, следовательно, с окружающими её атомами и молекулами). Наиб, характерными получаются М. с. разреженных молекулярных газов, когда отсутствует уширение спектральных линий давлением такой спектр состоит из узких линий с доплеровской шириной. [c.201]

Регистрация быстропротекающих процессов. Метод ЯМР-спектроскопии обладает тем несомненным преимуществом, что измерения можно выполнить за очень короткий промежуток времени — порядка величины времени релаксации (от единиц до сотен микросекунд). Воздействия типа ударных давлений и т. п. фиксируются по изменениям неоднородно уширенных линий ЯМР способом спинового эха. Величины импульсов и интервалы между ними подбирают экспериментально для конкретного вида спектра ЯМР по следующим условиям [13.31] [c.194]

В большинстве газовых лазеров рабочее давление порядка 10-3 тор, так что основной вклад в уширение линии вносит допплеровский сдвиг частоты излучения. При не очень точном описании газоразрядного источника с распределением скоростей Максвелла — Больцмана получают.распределение интенсивности в виде [4] [c.322]

Существует еще и аппаратное уширение линии. При попытке ускорить запись данных можно, например, работать со спектрографом или спектрометром при широкой щели. Тем самым вносятся заметные ошибки в измерение крыльев линии. Возьмем, например, случай, когда при помощи призменного спектрографа регистрируется линейчатый спектр дуговой лампы высокого давления, которая дает также и сплошной спектр [10]. Когда спектральная ширина щели по порядку величины равна ширине линии, конечная ширина щели приводит к непропорциональному увеличению той части линии, которая связана с ее крыльями П —18]. [c.324]

Ударное уширение. В газе при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении время, в течение которого излучение атома не нарушается взаимодействиями, имеет, порядок то 10" с. Если учесть, что время т естественного излучения в (9.31) имеет порядок 10 с, то в процессе излучения атом испытывает свыше сотни нарушений процесса излучения. При каждом таком нарушении происходит изменение режима излучения, как бы его прерывание. После этого излучение продолжается с прежней частотой юо. Это означает, что фаза испускаемой волны в момен - нарушения рея има излучения изменяется случайным образом. Весь процесс излучения разбивается как бы на отдельные акты излучения, продолжительность которых равна промежуткам времени между последовательными нарушениями режима излучения. Это приводит к уширению линии излучения. Поскольку время между нарушениями режима излучения примерно в 100 раз меньше всей продолжительности излучения, ширина линий оказывается в рассматриваемых условиях примерно в 100 раз больше естественной ширины линии излучения. Это уширение называется ударным, поскольку является следствием соударений атомов. [c.69]

Уширение линий за счет столкновений с атомами постороннего газа (действие сил Ван дер Ваальса) имеет наибольшее значение в разрядах, горящих при атмосферном давлении. В этом случае в выражении (3.8) надо принять я = 6. [c.30]

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]

Линий, как линии водорода, которые обладают эффектом Штарка первого порядка. Таким образом, у дуг, содержащих водород, измерение уширения линии весьма хорошо можно использовать в качестве способа определения п [Л. 18 и 32]. У более тяжелых атомов наблюдается квадратичный эффект Штарка, и уширение линий здесь значительно меньше. Однако этот метод был все же использован для определения п в ртутной дуге [Л. 33]. В этом случае, правда, требуются своеобразные приемы, причем необходимо предусмотреть, чтобы эффект, создаваемый заряженными частицами, не затемнялся другими сходными явлениями, например допплеровским уширением линий или уширением под действием давления, обусловленным столкновениями между излучающими и нейтральными атомами. [c.31]

Вандерваальсовы силы, особенно в возбужденных состояниях, приводят к уширению молекулярных линий вследствие давления. Это уширение, точно такое же, как и уширение атомных линий, при высоких давлениях может быть достаточно хорошо описано статистической теорией (см. [22], стр. 396). Согласно этой теории, для того чтобы получить распределение интенсивности в линии, уширенной вследствие давления, необходимо только выяснить, сколько времени в среднем молекулы находятся при различных межмолекулярных расстояниях, и затем использовать принцип Франка — Кондона для переходов в возбужденное состояние из каждого такого положения. [c.437]

Наличие отличных от нуля недиагональных матричных элементов у релаксационного оператора Л обусловливает перекрывание [71] соответствующих линий, вызванное столкновениями, и приводит к некоторым аномалиям в трансформации спектра давлением [11]. Например, с ростом давления перекрывающиеся линии начинают сближаться со скоростью, пропорциональной квадрату давления, затем сливаются в центре тяжести спектра, образуя однородно уширенную линию. [c.185]

При рассмотрении интерференции света (см. гл. Ь) указывалось, что во. чногих практически важных случаях (iianpn.Mep, при свечении плазмы низкого давления) уширение спектральной линии в основном определяется изменением наблюдаемой частоты, связанным с хаотическим движением излучающих атомов. Такое уширение линии, легко наблюдаемое на опыте, является [c.382]

Столкновения между атомами обусловливают ударное ушире-ние спектральной линии. При очень низких плотностях, когда соударения редки, или в потоке свободно несущихся каналовых частиц, которые практически не сталкиваются, влияние этой причины уширения может быть сделано настолько малым, что им можно пренебречь. Но при обычных условиях газового свечения, например в разрядной трубке или в ртутной лампе, она может являться одной из серьезнейших или даже самой серьезной причиной уширения линий. Так, в современных ртутных лампах сверхвысокого давления, где давление паров ртути достигает 20—30 атм, линии ртутного излучения настолько уширены, что само выражение спектральные линии теряет смысл. Наблюдалось также заметное ушире-иие спектральных линий при добавлении к светящемуся газу значительных количеств постороннего газа. [c.574]

Ксеноновые трубчатые лампы высокого давления 0Г(О,4—3,8)Х (5—210) см, />=2—50 кВт, t)j,= 20— 45 лм/Вт, Lj,= 3 i0 кд/м ), имеющие аналогичный спектр, но с большим числом линий, применяются для наружного освещения и для накачки лазеров непрерывного действия. Для накачки Nd лазеров небольшой мощности более эффективны криптоновые. тампы с менее насын1енным спектром, в к-ром фон слабее и доминируют уширенные линии, а также лампы с парами щелочных металлов (особенно К—ВЪ), т, к. их спектры лучше согласуются с полосами накачки. [c.223]

Показатель усиления в импульсных газоразрядных СО2-Л. обычно составляет от 1,5 до 3—4 м Ч Импульсные СО2-Л. успешно работают при давлениях до 10—15 атм. При давлении более 5—7 атм ударное уширение становится примерно равным интервалу между колебательно-вра-щат. линиями полос. Это позволяет получить плавную перестройку частоты во всём диапазоне, показанном на рис. 1. В непрерывном режиме применение трубок диаметром 1—2 мм (т. н. волноводные лазеры) даёт возможность работать при давлении до 0,2—0,4 атм и существенно расширить диапазон перестройки частоты за счёт ударного уширення линий. [c.445]

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]

Важной чертой СОг-лазера является малая ширина линии усиления на переходе (00 1) — (10 0). Однородное уширение линии усиления вызвано эффектом Доплера и при давлении в несколько миллиметров ртутного столба и рабочей температуре ЗООК составляет 50... 60 МГц. Это обстоятельство позволяет сравнительно просто создавать одночастотные лазеры, что весьма важно для лазерной доплеровской локации. В самом деле, при длине резонатора 1 м разность частот между соседними модами ргвпа 150 МГц, т. е. одновременная генерация двух продольных мод оказывается невозможной. [c.175]

На рис. 107 показана зависимость изменения электронной концентрации во времени, полученная с помощью описанного выше интерферометра. Для сравнения приведены результаты измерений по штарковс-кому уширению линии Яр в водородной плазме при давлении водорода 1,5 тор (кривые 2 и /). Также показана зависимость от времени плотности электронов плазмы в смеси Не -I- 10% На (кривые 4 и. 3). [c.181]

Ниже мы ограничимся рассмотрением лазеров с однородно уширенной линией, к которым относятся широко распространенные лазеры на ЛИГ с неодимом и СО -лазеры высокого давления. Экспериментально впервые активная синхронизация мод лазера на АИГ с помощью амплитудного модулятора была осуществлена Ди Доменико и сотр. [4.3] и с помощью фазового модулятора— Остерингом и Форстером [4.4]. [c.137]

Уширение линий в газах почти целиком обусловлено допплеровским движением атомов. Это следует из того, что лазеры обычно работают при давлениях 1 —10 тор. Таким образом, мы не будем рассматривать перечисленные выше пункты 3 и 5, а отошлехМ читателя к соответствующей литературе [9 [c.237]

Уширение, связанное со столкновениями, существенно тогда, когда среднее время между столкновениями становится меньше времени жизни возбужденного атома или одного с ним порядка. Кроме того, при межатомных столкновениях возникают большие неоднородные электрические поля (благодаря перекрытию двух электронных оболочек). Это приводит к расш,еплению энергетических уровней (эффект Штарка), которое проявляется в симметричном уширении и сдвиге спектральной линии. Такие эффекты более четко выражены в случае непроникающих друг в друга орбит (т. е. при больших моментах количества движения), поскольку проникающие орбиты частично экранированы их собственным электронным облаком. Оба эффекта, о которых говорится выше, существенны лишь в источниках с высоким давлением, таких, например, как дуга (или искра) в воздухе. Исчерпывающий анализ причин уширения линии проведен в работе [9] ). [c.324]

Безэлектродная газоразрядная лампа значительно удобнее трубки Гейслера. Она представляет собой кварцевую трубку, которая после откачки заполняется небольшим количеством исследуемого элемента в смеси с инертным газом (давление последнего равно примерно 1 тор) и заваривается. Разряд поддерживается СВЧ-излучением с частотой 2,5 Ггц от антенны или согласованного объемного резонатора [21]. Для работы безэлект-родной газоразрядной трубки достаточно 1 10 мг вещества. Таким образом, всегда можно получить достаточное количество одного изотопа из Окриджской национальной лаборатории и изготовить подобный источник света без изотопического уширения линии. Безэлектродная газоразрядная лампа (с воздушным охлаждением), содержащая может обеспечить длину коге- [c.327]

Для обработки спектров и нахождения их ширины линий была использована функция Фойгта Экспериментальные результаты вращательных спектров показывали, что истинная ширина линий линейно зависит от давления и контур близок к дисперсионному распределению. Зная уширение линии на одну атмосферу, можно, используя соотношение Ло-рентца [ определить оптические поперечники [c.315]

В спектре испускания было трудно получить высокие члены серий 6 5—п Р, и 6 5—п Р, поэтому регистрировались линии поглощения. Для наблюдения линий поглощения к парам ртути добавлялся аргон при давлении 7 тор (без аргона линии ртути были слишком узкими и их нельзя было наблюдать, несмотря на большую разрешающую способность прибора). Линия Ьа также наблюдалась в поглощении для того, чтобы избежать доплеровского уширения линии при наблюдении ее в испуска- [c.315]

Линейчатый спектр. Основными процессами уширения резонансного дуплета б5 — 6р в исследованных диапазонах изменения полного давления и температуры являются штарковское уширение и эффект собственного давления (уширение в однородном газе). Для расчета энергии излучения использовались экспериментальные данные Кватера и Мейстера [9] по вероятностям перехода и результаты Грима [10] по штарковскому уширению линий цезия. Полуширина линий резонансного дуплета в соответствии с данными [10] может быть представлена формулой b (слг ) =0,74 X X Ые Т 1 Если предположить, что профиль линии дисперсионный, энергию излучения Епт можно рассчитать по соотношению [c.304]

Использование столба дуги в качестве сточ1Ника тонких линий для целей спектроскопии ограничено маломощными дугами низкого давления, потому что только они в достаточной степени свободны от явления уширения линий под действием давления, за счет эффектов Штарка, Доплера и т. п. Но и в таких дугах уменьшение уширения линий спектра лимитируется предельными токами и давлениями, при которых дуги могут работать. Поэтому в настоящее время для спектроскопии с высокой разрешающей силой применяют другие источники излучения [Л. 39]. [c.40]

Т. к. всякое наклонение водной стороны П. уменьшает стабильность П., то нек-рые авторы рекомендуют отказаться от всякого уклона водной стороны П. и делать водную грань вертикальной. Если с водной стороны плотина имеет наклонную грань, то для предотвращения растягивающих напряжений недостаточно уже одного условия, чтобы равнодействующая проходила в ядре сечения, но (как выше было указано) необходимо, чтобы одновременно было соблюдено условие (18). По Шокличу в сторону воды потребуется большее уширение П., чем указано выше, если стена П. достигнет высоты, при к-рой у водной стороны допускаемое напряжение будет превзойдено под влиянием веса массива П. при опорожненном водоеме. Если линия давлений при опорожненном водоеме совпадает с ядровой линией, ближайшей к водной стороне П., то напряжения распределятся по тр-ку, и краевые напряжения с воздушной стороны будут равны нулю. С водной стороны краевое напряжение определится по ф-ле [c.336]

В микроволновой Р. при давлениях газов 10 — 10 мм рт. ст. ширина линии определяется peдни временем X между соударениями молекул друг с другом А = = 1/2ЯТ. Уширение линий может быть обусловлено "акже сдвигом резонансных частот для отдельных частиц, напр, из-за Доплера эффекта и неоднородности магнитного поля iio в различных точках исследуемого образца или из-за не-разрешешюй сверхтонкой структуры (неоднородное уширение). В случае ЭПР играет роль обменное в з а м о-действие, приводящее к обменному сужению линий. [c.306]

Для возбуждения Р. ф. существен спектр, состав исходного излучения, в часттюсти при возбуждении резонансной линией последняя не должна быть само-обращенной. Ширина линии, излучаемой в процессе Р. ф., обычно меньше возбуждающей и определяется доплеровеким уширением спектральных линий. При исключении эффекта Доплера (эксперименты на атомных пучках) ширина излучаемой линии становится естественной, т. е. характеризуется вероятностью соответствующего спонтанного перехода. Эта же величина определяет интенсивность Р. ф. при данном давлении паров и интенсивности возбуждения. При больших р, а также в присутствии посторонних газов соударения излучающих систем приводят к дотгол-нительному (часто доминирующему) уширению линии. [c.398]

Когда НИ для верхнего, ни для нижнего состояний не существует устойчивого равновесного положения, получаются непрерывные спектры, расположенные близко к линиям или полосам поглощения (или испускания) отдельных составных частей молекулы. Такие отталкивательные состояния могут возникать только в процессе столкновений, и поэтому вообще они вызывают просто уширение линий или полос разделенных групп. Например, потенциальная функция системы Ке Ог в ее основном состоянии не имеет никакого другого минимума, кроме вандерваальсового. То же самое относится ко многим, хотя не всем, случаям возбужденных состояний системы. Если имеет место переход из нестабильного основного состояния с конфигурацией, в которой Ке и Ог близки друг к другу (т. е. для сталкивающейся пары или квазимолекулы), в нестабильное возбужденное состояние системы, возникает непрерывный сиектр, который будет близок к линиям или полосам поглощения Ке или Ог- Интенсивность крыльев будет возрастать пропорционально квадрату давления. Таким образом, можно объяснить как уширение атомных линий Ке с увеличением давления Ог (аналогично другим атомным линиям за счет давления двухатомных и многоатомных газов), так и уширение молекулярных полос за счет инертного газа. От более детального рассмотрения этого вопроса можно воздержаться, так как оно было бы в основном подобно соответствующему случаю для пары атомов (см. [22], стр. 394, русский перевод стр. 283). [c.468]

Экспериментальные измерения формы контура линий поглощения при малых давлениях выполнены для десяти газов. Значения полуширин доплеровски уширенных линий в интересующем нас диапазоне длин волн имеют порядок величины 10 2—10 " см Ч Во всех случаях измеренные и расчетные полуширины совпадают с высокой точностью. [c.187]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...