Уширение естественное

В центре показано естественное уширение линии вследствие излучения [c.66]

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]

Уширение линий, обусловленное взаимодействием излучающих атомов со средой, в сильной степени зависит, естественно, от свойств этой среды и имеет совершенно различный характер в газах, жидкостях и в твердых телах. Мы разберем сравнительно простой случай разреженных газов, где взаимодействие происходит в течение сравнительно кратковременных столкновений, длительность которых значительно меньше времени свободного пробега. В таких условиях излучение будет, очевидно, иметь вид последовательности цугов, причем их длительность определяется процессами в момент столкновения. [c.741]

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]

Естественное уширение линий. Спонтанное излучение, ограничивающее время жизни возбужденного состояния изолированного атома, определяет естественное уширение спектральных линий. [c.261]

Спектральное распределение интенсивности излучения при естественном уширении выражается формулой [c.262]

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]

Доплеровское и естественное уширения — независимые явления, одновременно влияющие на контур линии. Поскольку каждый атом, движущийся по отношению к наблюдателю с заданной скоростью, излучает линию с естественным уширением, каждый бесконечно малый участок доплеровского контура расширен в соответствии с функцией (5.37). В этом случае линия представляет собой свертку гауссовской (5.39) и дисперсионной (5.37) функций. Вследствие разницы в форме этих функций (рис. 97) при одинаковом действии обоих факторов центр линии и его ширина в основном определяются гауссовской функцией, а крылья линии — дисперсионной функцией. [c.263]

К однородным видам уширения относятся естественное уширение (см. задачу 17) и уширение, обусловленное соударениями атома с другими атомами, ионами, электронами и со стенками сосуда. При однородном уширении контур спектральной линии излучения всегда совпадает с контуром линии поглощения и имеет так называемую дисперсионную форму, характерную для затухающего осциллятора [c.286]

Основным уширяющим фактором линии рабочего перехода 632,8 нм является эффект Доплера, составляющий 1500 МГц. Он намного превышает однородную часть уширения линии, которая определяется естественной шириной уровней и их уширением в разряде и обычно не превышает 1О0 МГц. [c.305]

Создание радиоспектрометров ЯМР высокого разрешения связано с преодолением ряда трудностей, обусловленных высокими требованиями к однородности поля в зазоре магнита. В неоднородном поле ЯМР-сигнал, кроме естественной ширины, имеет дополнительное уширение, обусловленное неоднородностью поля в объеме образца. Это ограничивает разрешающую способность приборов. [c.218]

При нерегулярной доменной структуре, к-рая, как правило, имеет место в поликристаллич. образцах, разброс ориентаций Л/о, размеров и формы доменов приводит к значит, уширению резонансных кривых. В отсутствие внеш. пост, поля поглощение эл.-магн. энергии (т. н. естественный Ф. р.) происходит в широком интервале частот [c.309]

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

Естественное и столкновительное уширение линии вызвано одной и той же причиной — конечным временем жизни частицы в возбужденном состоянии. Форма линии уширения в обоих случаях определяется особенностью вероятных процессов и поэтому одинакова. Она имеет так называемый лоренцев контур, описываемый фор м-фактором [c.19]

Так как излучающие частицы движутся с различными скоростями и в различных направлениях, то частотные сдвиги излучаемых ими линий различны. Поэтому даже в случае отсутствия столкновений неподвижный спектральный прибор будет регистрировать множество естественно уширенных линий, различно смещенных относительно частоты Vo. Суперпозиция этих смещенных линий и дает наблюдаемый профиль уширенной линии. Это так называемое доплеровское уширение линии является неоднородным. Каждая конкретная частица в описанной ситуации может излучать линию лишь в узком, определяемом естественным уширением, спектральном диапазоне, сдвинутом относительно vo на конкретную величину, однозначно связанную со скоростью и направлением движения этой частицы. Естественно, что и поглощать излучение с фиксированной частотой смогут только те частицы, доплеровский сдвиг которых соответствует этой частоте. [c.21]

Динамический подход к вычислению формы оптических полос, развитый в десятом параграфе и опирающийся на модельный гамильтониан системы, наоборот, на количественном уровне объясняет электрон-фононную и ви-бронную структуру оптических спектров и ее зависимость от температуры. Однако пока он оставил без ответа вопрос, почему реальная БФЛ имеет полуширину на один-два порядка превышающую так называемую естественную полуширину линии, равную 1/Ti и обусловленную спонтанным испусканием света. Это происходит не потому, что динамический подход уступает в каких-то аспектах стохастическому, а потому, что мы до сих пор ограничивались рассмотрением только НТ-взаимодействия и линейного F -взаимодействия и пренебрегали квадратичным F -взаимодействием, которое и ответственно за уширение БФЛ. Рассматривая в основном ФК и колебательную структуру полос, мы игнорировали это взаимодействие потому, что его влияние на фононную и вибронную структуру реальных спектров мало и им в большинстве случаев действительно можно пренебречь. Однако квадратичное F -взаимодействие играет первостепенную роль в эффекте уширения БФЛ. [c.135]

Естественная ширина спектральной линии возникает при отсутствии внешних воздействий на излучающие атомы. Столкновения излучающих атомов, а также эффект Доплера приводят к ударному и доплеровскому уширению спектральных линий. На этом явлении основан один из методов определения температуры газа. [c.248]

Следовательно, контур линии, испускаемый обычными источниками света, значительно — в несколько десятков, а иногда даже сотен раз — уширен по сравнению с его естественной шириной. [c.17]

На коротких длинах волн (ВУФ, мягкий рентген) преобладающим механизмом уширения является естественное уширение. Используя формулу (2,116), покажите, что сечение в максимуме линии равно сТд = Яд/2я. [c.106]

В случае неоднородного уширения спектральной полосы усиления спектр генерируемого излучения может оказаться широким и в отсутствие самосинхронизации. О неоднородном уширении говорят тогда, когда разные возбужденные атомы усиливают на различных частотах и поэтому ответственны за разные участки полосы усиления. При этом, естественно, наличие генерации на одном участке спектра не может воспрепятствовать возникновению генерации и на других. [c.175]

Прежде всего упомянем об естественной селекции продольных мод за счет конечной ширины спектральной линии активного материала. В случае гелий-неонового лазера спектральная линия имеет максимум на длине волны X = 0,6328 мкм и частоте V = 4,7-10 Гц и естественную ширину линии спонтанного излучения A5V = 1,6-10 Гц (допплеровское уширение). При длине резонатора L = 100 см, т. е. расстояниях между продольными колебательными типами A v = 1,5 10 Гц, в пределах естественной ширины спектральной линии уложится А / 10 продольных ко- [c.134]

В типичных условиях режима работы лазера на ионах благородного газа однородное и неоднородное уширения имеют приблизительно один и тот же порядок величины. Для лазера на ионах аргона (переход Л = 514 нм) доплеровская ширина составляет приблизительно 3,5 ГГц. Однородная ширина линии заключена между 0,5 и 0,8 ГГц. Она обусловлена главным образом эффектом Штарка, возникающим благодаря высоким плотностям электронов ( 102° м ), и спонтанным испусканием. Заметим, что естественная ширина линии составляет 0,46 ГГц. Большое однородное уширение влечет за собой сильную конкуренцию мод, и если не принять особые меры, то она может легко привести к значительным флуктуациям амплитуды в многомодовом режиме. В лазере на ионах благородного хаза особый эффект вызывается относительно большой скоростью дрейфа ионов (Удр 10 м/с). Он заключается в расщеплении контура усиления в лазере на две доплеровские кривые с расстоянием между ними порядка 0,5 ГГц. [c.80]

Поскольку допплеровское и естественное уширения вызываются совершенно независимыми процессами, суммарный показатель поглощения можно вычислить, считая каждую часть допплеровской линии уширенной за счет естественного затухания или наоборот. [c.237]

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]

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]

Когда получается однородное упп рение и чем оно отличается от неоднородного уширения линии Сравните его с естественной ылириной линии. [c.453]

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]

В зависимости от внешних условий и свойств излучающего атома преобладать может либо та, либо другая причина уширения. При достаточно низких давлениях основную роль играет допплеровское уширение в видимой области спектра Асод a 10 с (Т = 500 К, атомный вес 20). Естественная ширина обычно значительно меньше ( 10 " ). Поэтому для ее изучения Вин и применял в качестве источника света атомный пучок (каналовые лучи, см. 158). Понятно, что уширение из-за неупругих столкновений и фазовой модуляции увеличивается с ростом давления, так как при этом сокращается время свободного пробега. Обычно уширение из-за столкновений становится заметным при давлениях, превышающих 10 мм рт. ст., и начинает преобладать при давлениях порядка атмосферы. [c.741]

Таким образом в опыте Гольдхабера и др. осуществляется очень интересный случай резонансного рассеяния -квантов без использования эффекта Мессбауэра. Естественно, что наблюдение резонансного рассеяния такого характера возможно только при описанной выше кинематике процесса (т. е. когда нейтрино летит вверх, а ядро Sm, и у-квант вниз, причем у-квант вылетает из движущегося ядра) и при Тя=Тя. На самом деле энергия е-захвата ядра (0,900 Мэе) несколько отличается от энергии возбуждения ядра (0,961 Мэе). Поэтому Гя 2,88 эвФТ/=3,28 эв. Однако это различие компенсируется небольшим отклонением направления вылета -квантов от вертикали (см. рис. 152). Заметим, что для успеха опыта достаточно совпадения Гя и Тп с погрешностью до доплеровского уширения линии испускания, которое сравнительно велико [c.251]

УСТОЙЧИВОСТЬ (движения — стабильность какой-либо характеристики движения во все время движения по отношению к малым возмущениям движения в его начале равновесия — малость отклонения механической системы от положения равновесия в моменты времени, последующие за малыми возмущениями равновесия системы системы—свойство системы возвращаться к состоянию равновесия после малых отклонений из этого состояния термодинамическая — устойчивость равновесия термодинамической системы относительно малых вариаций ее термодинамических параметров) УШИРЕНИЕ (доплеровское — увеличение ширины спектральных линий, вызванное движением источника света относительно его наблюдателя спектральных линий — увеличение ширины спектральных линий по отношению к естественной ширине ударное — уширение спектральньгх линий, вызванное взаимодействиями атомов и молекул с окружающими их частицами) [c.291]

Распределение интенсивности в С. л. наз. её контуром его характеризуют ширина спектральной линии и ее сдвиг (см. Контур спектральной линии). Мин. ширина С. л. наз. естественной или р а д и а ц и-о н н о й, она реализуется цри квантовых пере. ходах В яаолиров. атоме или молекуле (системе неподвижных и невзаимодействующих молекул). Уширение спект- [c.606]

Схема установки ААА включает независимым источник излучения света с частотой v, равной частоте аыа-литич, линии определяемого элемента атомизатор, преобразующий пробу в атомарный пар спектрофотометр. Свет, прошедший сквозь атомный пар, систе.чой линз направляется на входную щель спектрофотометра, интенсивность аналитич. спектральной линии / и на выходе регистрируется фогоэлектрич. методом. Поскольку естественная ширина спектральной линии постоянна, зависит только от времени жизни возбуждённого состояния и обычно пренебрежимо мала, разница контуров линии испускания и поглощения определяется в осн. допплеровским Av и лоренцеяским Av уширения.ии [c.618]

УШИРЁНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ—физ. процессы, приводящие к немонохроматичности спектральных линий и определяющие их контуры. Любое воздействие на излучающую или поглощающую квантовую систему (атом, молекулу) влияет на контур спектральной лилии (ширину и сдвиг). Радиац. затухание ответственно за естественную ширину спектральной линии. Тепловое движение в газе приводит к доплеровскому уширению. Взаимодействие атома или молекулы с окружающими частицами вызывает уширение, сдвиг и асимметрию контура спектральной линии, зависящие от сорта возмущающих частиц и характеристик их движения. [c.262]

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]

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]

Второй механизм однородного ушнрения линии связан с явлением спонтанного излучения. Поскольку спонтанное излучение неизбежно присутствует в случае любого перехода, данное уширение называется естественным или собственным ушире-нием. Мы предварим обсуждение этого механизма уширения следующим замечанием. С помощью термодинамических соображений можно показать (см. раздел 2.4.3), что форма линии данного перехода будет одной и той же, независимо от того, наблюдаем ли мы форму линии поглощения (т. е. Wn), вынужденного излучения (т. е. W2 ) или спонтанного излучения. В случае естественного уширения проще всего рассматривать спектральную зависимость излучаемого света. К сожалению, как это станет яснее в разд. 2.3, спонтанное излучение есть чисто квантовое явление, т. е. оно может быть корректно описано только квантовой теорией электромагнитного излучения. Поскольку эта теория выходит за рамки книги, мы ограничимся тем, что выпишем окончательный результат и обоснуем его некоторыми простыми физическими соображениями. [c.47]

Сравнение этой величины с соответствующими значениями, вычисленными для столкновительного [см. (2.66)] и естественного уширений, показывает, что в рассматриваемом примере доп-леровское уширение значительно больше естественного, которое в свою очередь существенно больше столкновительного. Это соотношение, впрочем, не всегда справедливо, поскольку при достаточно высоких давлениях газа столкновительное уширение преобладает над доплеровским (например, в СОг-лазере при атмосферном давлении см. гл. 6). [c.52]

ВИЛО, преобладает безызлучательная релаксация, спонтанное излучение во многих случаях пренебрежимо мало. Порядок величины А на частотах, соответствующих середине видимого диапазона, можно оценить, полагая в выражении (2.110) А, = /v = 5-Ю- см и i = еа, где а — радиус атома (а 10 см). Таким образом, мы получаем А 10 с (т. е. Тспонт 10 не). Для магнитодипольных переходов величина А приблизительно в 10 раз меньше, т. е. Л л 10 с . Наконец заметим, что если обратиться к рентгеновскому диапазону (скажем Х<5 нм), то Тспонт становится крайне малым (- 10— 100 фс). В этом случае спонтанное излучение определенно становится основным механизмом релаксации, а естественное уширение — основным механизмом уширения. [c.67]

В то же время из выражения (2,116) находим, что (при Av = 0) 1/стт(0)Avq. На частотах УФ- и ВУФ-диапазонов при умеренных давлениях можно считать, что ширина линии Avo определяется доплеровским уширением. Следовательно [см, (2,78)], Avo Vo, поэтому dPno /dV увеличивается как (если положить Vp л Vo). При более высоких частотах, соответствующих рентгеновскому диапазону, ширина линии определяется естественным уширением, так как излучательное время жизни становится очень коротким (порядка фемтосекунд). В этом случае Avo Vq и dP JdV увеличивается как v . Таким образом, если мы, к примеру, перейдем из зеленой области (Х = 500 нм) всего лишь в мягкий рентген (X л 10 нм), то длина волны уменьшится в 50 раз, а dP op dV увеличится на несколько порядков С практической точки зрения заметим, что многослойные диэлектрические зеркала в рентгеновской области обладают большими потерями и трудны в изготовлении. Основная проблема состоит в том, что в этом диапазоне разница в показателях преломления различных материалов оказывается очень малой. Поэтому для получения приемлемых коэффициентов отражения необходимо использовать большое число (сотни) диэлектрических слоев, а рассеяние света на столь большом числе поверхностей раздела приводит к очень большим потерям. Поэтому до сих пор рентгеновские лазеры работают без зеркал в режиме УСИ (усиленное спонтанное излучение), [c.434]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...