Уширение столкновительное

Это соотношение показывает, что доплеровское уширение велико для легких атомов при высокой температуре и играет основную роль при исследовании низкого давления, когда можно не учитывать столкновительное уширение. [c.67]

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]

Столкновительное уширение линии излучения связано не только с сокращением времени жизни частицы в определенном энергетическом состоянии. Взаимодействие излучающей частицы с сильными электромагнитными полями (в том числе и полями соседних частиц) может приводить к заметному смещению самого уровня и, сле- [c.20]

Первым механизмом однородного уширения линии мы рассмотрим тот, который обусловлен столкновениями. Он называется столкновительным уширением. В газах это уширение проявляется при столкновениях атома с другими атомами, ионами, свободными электронами или стенками резервуара, В твердых телах оно возникает за счет взаимодействия атома с фононами решетки. После того как произошло одно из таких столкновений, волновые функции атома i(r) и 2 (г) в выражении (2.23), а следовательно, и его электрический дипольный момент Л21 [c.41]

Ширина лэмбовского провала порядка ширины линии, обусловленной столкновительным уширением, выражение для которого дано в разд. 6.З.З.1. Предполагая, что в газовой смеси СОг N2 Не парциальные давления равны 1,5 мм рт. ст., 1,5 мм рт. ст. и 12 мм рт. ст., получаем Aw 64,3 МГц. Доплеровское уширение составляет Avq 60 МГц. [c.545]

Помимо эффекта Дике существуют более тонкие эффекты, влияющие на форму контура спектральной линии, такие как рассмотренный выше эффект интерференции перекрывающихся спектральных линий и эффект анизотропии столкновений молекул. Остановимся кратко на последнем. При расчете формы столкновительного контура спектральной линии возмущение поглощающей молекулы частицами буферного газа считается изотропным. Строго говоря, это приближение справедливо лишь для покоящихся молекул. Переход в систему координат движущейся поглощающей молекулы приводит к появлению ветра молекул и анизотропии межмолекулярных столкновений, что обусловливает зависимость коэффициента уширения от скорости движения молекул 27]. Теоретический анализ [27] показал, что изменения контура, вызванные этим эффектом, заметны лишь при выполнении условия та< тъу где гпа, ть — масса поглощающих и возмущающих молекул соответственно. В атмосфере, где выполняется условие та ть< 2, этот эффект можно не учитывать. [c.94]

Спектр поглощения водяного пара регистрировался при давлении Р=10 ... 10 Па и комнатной температуре. Это позволило исключить перекрывание близкорасположенных линий за счет столкновительного уширения и регистрировать спектр поглощения с разрешением, ограниченным эффектом Доплера. [c.168]

Коэффициенты столкновительного уширения линий поглощения Н2О [6] [c.174]

Результат несовпадения между экспериментальными и расчетными значениями Ез, на наш взгляд, объясняется спецификой нестационарного взаимодействия мощеного ЛИ линейной поляризации с вырожденным молекулярным переходом, а именно тем, что при оценках нельзя брать значения а и полученные из результатов измерений в слабом поле неполяризованного стационарного излучения и усредненные по всем возможным ориентациям. По-видимому, в поле МЛИ анизотропия столкновительно-уширенных переходов приводит к суш ественному отличию в характере насыщения. Отсутствие уширения контура Л (А.) с ростом / предсказывается теоретически и причины этого эффекта обсуждались в п. 4.5. Для получения дополнительной экспериментальной информации были поставлены эксперименты с бинарными смесями при различной поляризации МЛИ их результаты излагаются ниже. [c.180]

На рис. 4.7 отчетливо видно отличие формы линии от лоренцевой. Однако спектр еще не доплеровский, описываемый гауссовой кривой, щ-о при таких давлениях является результатом проявления столкновительного уширения. [c.243]

Однородное уширение связано с процессами релаксации уровней за счет спонтанного испускания и различного рода столкновительных актов, поскольку эти процессы равновероятны для всех активных центров. Как известно, эти процессы обусловливают лоренцеву форму линии люминесценции ). Профиль лоренцевой линии описывается формулой [c.223]

Рис. 13.5. Зависимость столкновительного уширения от давления газа

Столкновительное уширение, обусловленное упругими и неупругими столкновениями между излучающими (поглощающими) и соседними атомами (или молекулами). [c.109]

Естественное и столкновительное уширение [c.109]

Сравнение гауссовой и лоренцевой форм линий показывает, что спектральные распределения, обусловленные естественным или столкновительным механизмами уширения, сильно отличаются от распределения, связанного с тепловым движением. [c.114]

Форма линии в системе координат излучающей (или поглощающей) частицы чаще всего бывает лоренцевой (из-за естественного или столкновительного уширения), однако, как правило, имеется также движение относительно наблюдателя или поглощающей частицы. Мы видели, что тепловое движение ато- [c.114]

Уширение линии называется однородным, если линии каждой молекулы (или атома) уширяются одинаковым образом. Следовательно, в случае однородного уширения все молекулы (или атомы) имеют одну и ту же форму и ширину линии, и поэтому независимо от частоты одинаково взаимодействуют с излучением. Такие, например, механизмы уширения, как естественный и столкновительный, дают однородное уширение. При однородном уширении насыщение коэффициента усиления происходит также однородно, и лазерная генерация осуществляется на частоте той моды резонатора, которая первой испытывает насыщение. Эту ситуацию иллюстрирует рис. 5.10. Верхняя кривая — потенциально возможная кривая коэффициента усиления в отсутствие генерации, а нижняя — фактическая кривая коэффициента усиления с учетом насыщения и генерации на частоте v . [c.182]

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]

Предположим, что некий механизм уширения распределяет резонансные частоты атомов в некоторой полосе частот с центром в Vo и что относительная плотность распределения этих частот равна g (vo —Vq). Согласно этому, g" (vj — Vq) rfv есть вероятность того, что резонансная частота атома попадает в интервал между Vg и vg-frfvo. Тогда из выражения (2.36а) или, в более общем случае, из (2.47), если действует также какой-либо другой механизм уширения (например, столкновительное уширение), можно получить среднее значение коэффициентов вынужденного излучения или поглощения. Таким образом, [c.48]

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]

Относительная слабость взаимодействия в процессе газокинетических столкновений частиц (составляющих газ) практически не влияя на расположение их энергетических уровней, приводит только к уширению соответствующих спектральных линий. Столк-новительное уширение при низких давлениях мало и не превышает доплеровскую ширину. Рост столкновительной ширины с увеличением давления позволяет управлять шириной линии усиления активной среды лазера, что составляет во многом уникальное свойство газовых лазеров. [c.39]

I режде чем исследовать форму спект- ральной линии, обусловленную эффектом Доплера, отметим принципиальное отличие между допле-ровским уширением и рассмотренными выше радиационным и столкновительным уширениями. Это различие заключается в следующем. Радиационное и столкновительное уширение обусловлены тем, что каждый атом излучает цуг волн ограниченной длительности, характеризуемый определенным спектром частот. Поэтому излучению отдельного атома соответствует весь профиль спектральной линии, так что невозможно приписать определенную частотную компоненту внутри излучаемой линии какому-либо отдельному атому источника (или группе атомов). Такой тип уширения обычно называют однородным. В случае доплеровского уширения излучению разных атомов соответствуют различные части профиля спектральной линии источника, т. е. возможна идентификация определенной группы атомов по интервалу излучаемых частот в пределах контура линии. Этот тип уширения называют неоднородным. [c.58]

Первое из них связано с учетом достаточно тонких и пока еще недостаточно изученных в количественном плане эффектов трансформации контуров отдельных и перекрывающихся спектральных линий давлением воздуха (сдвиг, интерференция перекрывающихся линий, специфика уширения при переходе от столкновительного к доплеровскому контуру). Второе направление связано с накоплением и статистической обработкой информации о временных флуктуациях метеопараметров и концентраций поглощающих газов по вертикальной и наклонным трассам, а также с уточнением профилей концентраций малых газовых примесей ц короткоживущих компонентов молекулярной атмосферы (например, продукты химических реакций в озонном слое). Успешное решение этого вопроса требует накопления данных лидарных измерений газового состава атмосферы и расширения арсенала спектроскопических методов атмосферной оптики, использующих лазеры с управляемыми спектральными характеристиками. И, наконец, новым, практически не затронутым в научной литературе вопросом является вопрос разработки оптических моделей нелинейно поглощающей атмосферы. Его возникновение связано с увеличением энергии и мощности современных лазеров, применяющихся для исследований атмосферы, до уровней появления нелинейных спектроскопических эффектов. [c.214]

Для описания столкновительного уширения спектральных линий в видимой и ИК-областях спектра наибольшее распространение получили теории Лоренца, Вайскопфа и Андерсона. Согласно теории Лоренца, контур спектральной линии, уширенной столкновениями, описывается формулой [c.17]

В теориях Вайскопфа [39] и Андерсона [45] рассматриваются иные механизмы столкновительного уширения спектральной линии. И в том, и в другом случае столкновительный контур спектральной линии дается формулой (1.11). Помимо уширения эти теории описывают механизмы сдвига центра линии поглощения. [c.17]

Расчеты показывают, что при давлении порядка 10 мм рт. ст. столкновительное уширение в несколько раз препып1ает естественную ширину линии. Проводя измерения ширины линии при различных давлениях (рис. 13.5) и экстраполируя результаты к нулевому давлению, можно определить естественную ширину, а из наклона — сечение столкновений. [c.217]

Как видно, доплеровское уширение растет с ростом температуры газа и с увеличением частоты (уменьшением длины волны) спектральной линии. Для видимого диапазона и температур Т 300 К, 10 с Таким образом, при рассматриваемых условиях доплеровская ширина примерно на два порядка превышает естественную и столкновительную. Именно вследствие донлеровского уширения эффективная длительность волнового цуга, а следовательно, и время когерентности (см. главу 5) составляют всего - 10 с. [c.218]

Отметим принципиальное различие между радиационным и столкновитель-ным уширениями, с одной стороны, и доплеровским уширением, с другой. Вследствие затухания колебаний или влияния столкновений каждый атом излучает цуг волн конечной длительности, поэтому излучению атома соответствует весь профиль спектральной линии. Такой тип уширения называется однородным. В случае донлеровского уширения излучению разных атомов соответствуют различные частоты из общего широкого спектра. Этот тип уширения называется неоднородным. Однородное столкновительное уширение сохраняет лоренцевскую форму спектральной линии, а неоднородное доплеровское ее изменяет, формируя гауссовский профиль линии излучения ансамбля хаотически движущихся атомов. [c.218]

Понятия естественной ширины линии, столкновительного и доплеровского уширения относятся, как уже указывалось, к изл) ению изолироваииых атомов. Это приближение хорошо выполняется только для газообразного состояния вещества. Именно для газов спектры имеют линейчатый характер (рис. 13.8). [c.218]

В приведенной выше теории существует одно интересное противоречие, которое проявляется в том, что в резонансных условиях между сечением рассеяния ag и сечением флюоресценции различие практически исчезает. Термин флюоресценция обычно используется для обозначения процессов излучения, продолжительность которых лежит в диапазоне наносекунд (или более) при низких давлениях и падает из-за столкновительного тушения при давлениях выше нескольких сотен паскаль. В то же время термин комбинационное рассеяние служит для обозначения двухфотонного процесса, протекающего практически мгновенно и поэтому не подверженного тушению (т. е, его интенсивность в расчете на одну молекулу не зависит от состава или давления газа, по крайней мере до давления в несколько сотен килопаскаль). В действительности выражение (3.170) описывает рассеяние при расстройке частоты, которая велика по сравнению с полной шириной линии, однако, как можно видеть, описывает и флюоресценцию на частоте, близкой к частоте разрешенного перехода. При высоких давлениях влияние однородного и неоднородного механизмов уширения, а также тушения усложняет рассмотрение вопроса. Зависимость сечений от давления и природа их изменчи вости в настоящее время нашли лишь частичное объяснение в теории и эксперименте [84, 99]. [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...