1、4.2 光譜線的輪廓和放寬光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理1一.光譜線的輪廓 光強(qiáng)度在一定波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)都有分布的現(xiàn)象，稱光譜線的放寬。其分布的形狀就稱為譜線的輪廓。IcImax0hI光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌Prof.總強(qiáng)度It=Id21.產(chǎn)生放寬的機(jī)理a)輻射原子自身原因：自然寬度，多普勒效應(yīng)b)外界原因：壓力放寬2.光譜線輪廓的類型光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌3a)定義Prof.=II tIIdI=It*Prof. Id=ItProf.d=ItProf.d=ItProf.d=1 “歸一化”性質(zhì)=光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌4以頻率表示Prof.= c2Prof.

2、以表示Prof.=12Prof.光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌5b)色散型(洛侖茲力)輪廓Prof.=2 1(- 0) + ( )2c)高斯型輪廓 Prof.=( ) exp- 4Ln24Ln2(- 0)2222221光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌6二.譜線的自然寬度tt+dtdnn=- Anm nn dtNn (t) =nn0e-Anmt=nnoe-t/nnm為躍遷的時(shí)間常數(shù)，是Anm的倒數(shù)光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌初始條件：t=0 n|t=0 =nn07海森伯(Heisenberg)測(cè)不準(zhǔn)原理Enm=h/2=h1.定義：激發(fā)態(tài)原子壽命的不確定性引起能量的 不確定

3、性，由此造成的譜線放寬稱自然寬度。2.輪廓類型色散型光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌8三.譜線的多普勒放寬1.定義：多普勒放寬靜止：運(yùn)動(dòng)： 0 = c0 = c+vx0=c0+vx0= 0 + 0 vxc - 0 0=vxc= 02.輪廓類型 Gausstype光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌觀察者VVx9四.譜線的壓力放寬1.定義：受激原子受其它粒子的碰撞作用，使 輻射狀態(tài)受干擾而產(chǎn)生的譜線放寬稱壓力放 寬。a)共振放寬：同種原子對(duì)激發(fā)態(tài)原子的干擾b)范德瓦爾斯放寬：不同種類原子對(duì)激發(fā)態(tài)原 子的干擾c)斯塔克放寬：帶電粒子對(duì)激發(fā)態(tài)原子的干擾光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌102.輪廓的類型 色散型a)Lorentz理論：干擾下停止輻射b)Lentz-Weisskof理論：干擾時(shí)輻射的 頻率發(fā)生變化c)Lindholm理論：干擾時(shí)相位產(chǎn)生位移光源原理與設(shè)計(jì)氣體放電的基本原理諸定昌11Reference:1.W.Newman: Spectrosopic Methods of Plasma