Естественное уширение
Cтраница 2
 |
Контур линии поглощения атома. [16] |
Если газ разрежен и можно пренебречь влиянием соседних атомов и не учитывать тепловое движение атомов, то ширина будет определяться только естественным уширением. [17]
Величины Y и Y [ как и прежде, означают обратные времена жизни. Количественное рассмотрение естественного уширения линии базируется на теории излучения Дирака. [18]
Положение значительно усложняется, когда TV становится больше единицы. В пределе очень больших TV оказывается важным естественное уширение линии. [19]
Доплеровское уширение, сопровождающее движение свободных атомов, наблюдается в значительной степени для всех атомизаторов высокого и низкого давления, обычно используемых для аналитических атомно-абсорбционных измерений. Оно обычно в десять-сто раз больше, чем естественное уширение, и сравнимо по величине со столкновительным уширением в атомизаторе, работающем при давлении, близком к атмосферному. Доплеровское уширение является основным источником уширения в разрядах с полым катодом и в других типичных измерительных ячейках низкого давления. [20]
 |
Принципиальная схема измерения поглощения света. [21] |
Основными параметрами такого распределения служат kv или / в центре линии и ширина линии на половине ее высоты Ду. Основными факторами уши-рения спектральных линий являются конечное время жизни возбужденных состояний атомов ( естественное уширение), тепловое движение атомов относительно оси наблюдения ( эффект Допплера), столкновения атомов между собой и с посторонними частицами ( эффект Лорентца) и ряд других эффектов. [22]
 |
Принципиальная схема измерения поглощения света.| Контур я полуширина линия пог-лощеяня. [23] |
Основными параметрами такого распределения служат kv или / в центре линии и ширина линии на половине ее высоты Av. Основными факторами уши-рения спектральных линий являются конечное время жизни возбужденных состояний атомов ( естественное уширение), тепловое движение атомов относительно оси наблюдения ( э ф - фект Допплера), столкновения атомов между собой и с посторонними частицами ( эффект Лорентца) и ряд других эффектов. [24]
Отсюда следует, что величина АЕ не может быть измерена точнее, чем h / lKt, где t - время жизни возбужденного состояния. Для УФ -, видимого диапазона длин волн оно равно КГ8 с и естественное уширение составляет 10 - 5 нм. [25]
Поскольку среднеквадратичная скорость v ( З & вТ / М) 1 / 2, где & в - постоянная Больцмана, равна 800м / с при Т 600 К, требуется приблизительно v / Av 13000 циклов поглощения и испускания фотонов для уменьшения скорости до значений, близких к нулевым. В этом случае спектральная ширина атомной линии уменьшается от значения доплеровского уширения до значения естественного уширения. Если интенсивность возбуждающего света достаточно высока для того, чтобы насытить атомный переход, то при радиационном времени жизни 7 верхнего состояния, равном 2 не, время одного цикла поглощения и спонтанного испускания получается близким к 4 не. Следовательно, требуется минимум ( v / Av) Ti - 60 мкс для того, чтобы охладить атом до температуры, близкой к нулю и фактически привести его в состояние покоя. [26]
Отметим, что попытка разделить рентгеновские эффекты, обусловленные разными факторами, предпринятая Гордоном и Авербахом [89], оказалась неудачной. При этом квадрат полуширины, измеренный методом двойного кристалла кривой качания, равен сумме квадратов полуширин, обусловленных следующими причинами: естественным уширением отражения от образца и анализирующих кристаллов; уширением, вызванным наклоном и равномерным изгибом решетки; уширением, связанным с локальными деформациями и размерами блоков когерентного рассеяния. [27]
Эффективная скорость спада 1 / 72 представляет собой сумму скорости естественной релаксации 1 / 72 и вклада за счет неоднородного уширения / Тг. Если последний вклад пренебрежимо мал или если он может быть измерен из ширины опорной линии, для которой вклад однородного уширения 1 / 72 незначителен, то можно сразу получить время 72 естественного уширения. [28]
Это оправдывает применимость ударного механизма для типичных ситуаций. При этом видно, что естественным уширением, для которого тьо - 10 - 9 с, можно в данном случае пренебречь. [29]
Спектр поглощения таких систем состоит из отдельных линий. Ширина этих линий даже для изолированных атомов имеет определенное конечное значение, что обусловлено следующими факторами: 1) естественным уширением, связанным с конечной шириной энергетических уровней, между которыми происходит переход при поглощении; 2) доплеровским уширением линий из-за беспорядочного теплового движения атомов относительно наблюдателя; 3) уширением линий, вызванным взаимодействием между поглощающими атомами, а также атомами постороннего газа. [30]
Страницы: 1 2 3