Эффект Доплера. Ширина спектральной линии

Эффект Доплера. Ширина спектральной линии [c.343]

В спектроскопии проявление эффекта Доплера состоит в том, что хаотическое тепловое движение испускающих свет атомов или ионов приводит к уширению наблюдаемых спектральных линий. В случае максвелловского распределения атомов по скоростям обусловленная эффектом Доплера форма спектральной линии описывается колоколообразной функцией Гаусса (см. 1.8). Доплеровская ширина линии зависит от температуры ( j/ ), что используется в спектроскопических методах измерения температуры светящегося газа. [c.409]

Вторая причина связана с тем, что в действительности атомы не покоятся (до испускания или поглощения фотона), а все время находятся в тепловом движении. Это приводит к эффекту Доплера, обусловливающему доплеровскую ширину спектральной линии [c.205]

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]

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]

Ширина спектральной линии, излучаемой плазмой, определяется главным образом эффектом Доплера л эффектом Штарка, хотя в некоторых условиях может оказаться важным ушл-рение линии, связанное с взаимодействием атомов самого газа или самопоглощением ). [c.362]

Рис. 7.7. Иллюстрация слабого перекрытия спектральных линий испускаемого и поглощаемого у-квантов в случае резонансного поглощения. (Еу) — энергия испускаемого у-кванта ( )а— энергия поглощаемого у-кванта Ер — эиергия-отдачи ядра Е — энергия возбужденного уровня П — ширина спектральной линии на полувысоте максимума, обусловленная эффектом Доплера (О Г).

В разреженных газах с максвелловским распределением частиц по скоростям спектральные линии имеют доплеровскую ширину, определяемую Доплера эффектом [c.461]

Другая причина уширения спектральных линий — эффект Доплера. Спектр излучения, испущенного движущимся атомом, в лабораторной системе отсчета сдвинут по Частоте. Излучающие атомы в источнике совершают хаотическое тепловое движение, и полный спектр излучения источника определяется наложением сдвинутых друг относительно друга одинаковых спектральных распределений отдельных атомов. В случае свечения газоразрядной плазмы низкого давления столкновения излучающих атомов происходят редко, и эти спектральные распределения обусловлены радиационным затуханием, т. е. даются сдвинутыми лоренцев-скими контурами (1.92). Наложение этих контуров дает спектральную линию излучения источника с шириной, зависящей от температуры. Эта доплеровская ширина для водорода при комнатной температуре почти в 500 раз больше естественной. [c.58]

Аналогичной зависимости подчиняется и распределение энергии в спектре лазера. Ширина спектральной линии в общем случае зависит от ряда факторов затухания осциллятора вследствие действия лоренцова трения, соударений однородных и разнородных атомов соударений атомов газа со стенками сосуда, в котором он находится, эффекта Доплера, и с достаточным для практики при()/шжением может быть описана формулой [c.44]

Конечно, рассмотренный пример, в котором все волновые цуги одинаковы, дает лишь идеализированное представление об излучении реальных источников. Тепловое движение излучающих ато.мов приводит вследствие эффекта Доплера к различию средних частот, сопоставляемых отдельным цугам. Во. многих случаях такое неоднородное уширение определяет форму и ширину спектральных линий. Поэтому нельзя ожидать, что для излучения реальных источников квазимонохро.матического света понятие длины когерентности. можно столь просто и наглядно трактовать в буквальном смысле как протяженность волновых цугов. Однако для любого излучения, занимающего спектральный диапазон Ьк, длину когерентности [c.227]

Регистрация ширины спектральных линий позволяет определить кинетическую энергию ионов, если основная причина уширения липий связана с эффектом Доплера [3]. [c.254]

Отметим, что 12 пропорционален (/), и поэтому обратно пропорционален ширине спектральной линии излучения. Обычно спонтанное излучение в двухуровневой системе инициирует работу лазера. Длина волны излучения лежит в пределах ширины спектральной линии, которая определяется такими эффектами, как естественное уширение (следствие принципа неопределенности), эффект Доплера и столкиовитель-ное уширение. Таким образом, чтобы установить пороговое условие работы лазера, рассматривают нормированную спектральную линию спонтанного излучения между двумя лазерными уровнями. [c.269]

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ЛЙНИИ, линии в спектрах испускания или поглощения атома (либо др. квант, системы), отвечающие определ. излучательным квантовым переходам. С. л. характеризуются узким интервалом частот (длин волн) — шириной спектральной линии. Миним. ширина С. л. наз. естественной или р а-диационной, она отвечает переходу в изолиров. атоме (или в системе неподвижных и невзаимодействующих атомов). С. л. дополнительно уширяется вследствие хаотич. теплового движения атомов или молекул (доплеровское уширение, см. Доплера эффект), Штарка эффекта или любого другого вз-ствия квант, системы. С. л. приближённо можно считать монохроматическими с длиной волны, отвечающей максимуму интенсивности С. л. испускания (или минимуму С. л. поглощения). [c.703]

Применение когерентных источников излучения позволяет наблюдать методами М. с. весьма узкие спектральные линии, т. е. достигать высокого спектрального разрешения. Типичные ширины линий, обусловленные столкновениями частиц в газе,— от 10 МГц до 1 МГц при давлениях от 1 до 10 Па. При разрежении газа ширины линий определяются Доплера эффектом при движении частиц и соударениями со стенками поглощающей ячейки, они составляют в микроволновом диапазоне от 1 МГц до 0,1 МГц. Для дальнейшего сужения линий применяют ряд способов устранения доплеровского уширения. Ширины линий в таких субдоплеровских спектрометрах определяются временем взаимодействия частиц с полем излучения (см. Неопределенностей соотношения). В молекулярных и атомных перпен- [c.133]

По сравнению с оптич. спектроскопией и инфракрасной спектроскопией Р. имеет ряд особенностей. В Р. практически отсутствует аппаратурное уширение спектральных линий, поскольку в качестве источника радиоволн используют когерентные генераторы, а частоту V можно измерить с высокой точностью. Отсутствует и типичное для оптич, диапазона радиационное ушире-вие, т. к. вероятность спонтанного испускания, пропорциональная V, в диапазоне радиоволны пренебрежимо мала. Из-за малой энергии к на единицу мощности приходится большое число квантов, что практически устраняет квантовомеханич. неонредеяёнвость фазы радиочастотного поля, к-рое можно описывать классически. Всё это позволяет получать информацию о веществе из точных измерений формы резонансных линий, к-рая определяется в Р. взаимодействием микрочастиц друг с другом, с тепловыми колебаниями матрицы и др. полями, а также их движением (в частности, Доплера эффектом в газах). Ширина линий в Р. меняется в очень широких пределах от 1 Гц для ЯМР в жидкостях до 101 Гц для ЭПР в концентриров. парамагнетиках, ферромагн. резонанса, параэлектрического резонанса ионов в твёрдых телах. [c.234]

Несмотря на низкие энергетические характеристики, не позволяющие использовать Не — Ne-лазвр в термической и селективной технологии, он является самым распространенным газовым лазером. Причина такой популярности обусловлена прежде всего его уникальными спектральными характеристиками. Благодаря низкому давлению газа, ширина линии излучения Не — Ые-лазе-ра определяется эффектом Доплера и согласно (1.38) составляет 10 Гц. При характерных длинах лазера ( 10 см) расстояние между собственными частотами резонатора [см. (2.13)] составит также 10 Гц. Поэтому Не — Ne-лазср позволяет осуществлять одночастотную генерацию на одной продольной моде и обладает исключительно высокой монохроматичностью и стабильностью излучения (Av/vo 10 ). Эти качества, а также возможность генерации в видимом диапазоне длин волн делают Не — Ne-лазер незаменимым элементом во многих оптических устройствах, предназначенных для измерения расстояний, контроля размеров, лазерной связи и научных исследований. Очень часто Не — Ne-лазер используется в качестве вспомогательного оборудования для юстировки и визуализации положения луча в других лазерных системах. Большой интерес вызывают появившиеся в последнее время сведения о возможности эффективного использования Не — Ne-лазеров в медицине. [c.159]

В случае отдельной спектральной линии газоразрядного источника, уширенной вследствие эффекта Доплера, фор.ма контура описывается функцией Гаусса /(х) ехр(—а х ). Для нахождения видности (5.25) нужно рассчитать значение С(А), определяемое формулой (5.23). Вычисляя соответствующий интеграл (см. задачу 2), получаем 1 (А)=ехр —[А/(2а)] . С увеличением разности хода видность полос монотонно убывает (рис. 5.14,6) и полосы практически исчезают при А 2n/6f , где Ьк= /Ггт2/а — ширина спектрального контура на половине высоты. Именно такую кривую видности получил Майкельсон при исследовании красной линии кадмия. [c.226]

В подавляющем большинстве случаев ширины линий эмпссионных спектров во много раз превышают радиационные ширины, а контуры линий оказываются значительно более сложными, чем дисперсионные. Причины этого — эффект Доплера (см. Доп-лероап,-ое уширение спектральных линий) и взаимодействие излучающего атома с окружающими его частицами. [c.419]

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]

Точность рубидиевых К. ч. определяется гл. обр. шириной радиоспектральной линии Осн. причина уширения — Доплера эффект. Для уменьшения его влияния в колбу с парами добавляется буферный газ (при давлении неск. мм рт. ст.). В результате спектральная линия приобретает вид узкого пика на широком низком пьедестале. [c.275]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...