Допплера эффект уширение линий

Совместное действие радиационного затухания и допплер-эффекта. С учетом радиационного уширения распределение интенсивности в линии излучения атома, имеющ.его лучевую скорость V, имеет вид [c.456]

Допплеровское уширение. Существенно большее влияние на уширение спектральных линий оказывает эффект Допплера, т. е. уширение линий вследствие хаотического теплового движения атомов. Допплеровское распределение интенсивности (коэффициента поглощения) по контуру линии подчиняется экспоненциальному закону [c.140]

При обычных условиях ядра участвуют в тепловом движении. Оно приводит вследствие эффекта Допплера к уширению спектральных линий (рис. 166, а, кривая 2) до величины [c.393]

Излучающие атомы находятся в тепловом движении, благодаря чему частота излучения изменяется в зависимости от величины и направления скорости атома относительно наблюдателя (эффект Допплера). Допплеровское уширение имеет величину 10 A оно сравнимо с ударным, но последнее часто его превосходит. В середине линии доминирует допплеровское уширение, а в крыльях—ударное. [c.209]

Допплеровское уширение. В подавляющем большинстве случаев ширины линий эмиссионных спектров во много раз превышают радиационные ширины, а контуры линий оказываются значительно более сложными, чем дисперсионные. Причиной этого дополнительного уширения являются допплер-эффект и взаимодействие излучающего атома с окружающими его частицами—другими атомами и молекулами, ионами и электронами. В этом параграфе будет рассмотрено допплеровское уширение, причем сначала мы предположим, что всеми другими причинами уширения, в том числе и радиационным затуханием, можно пренебречь. [c.455]

С высоким давлением, например искрой в воздухе, имеется принципиальная разница. В тлеющем разряде из-за низкого давления мало число соударений между разгоняемыми электрическим полем электронами и атомами газа. Вследствие этого электроны очень медленно обмениваются энергией с атомами и, обладая высокой кинетической энергией, соответствующей температуре 20 ООО—30 000°, не нагревают газа, температура которого не превышает обычно 300—400°. Говорят о существовании в разряде двух температур атомной и электронной. Большая энергия электронов, не растрачиваемая ими на соударения, возбуждает линии с высокими потенциалами возбуждения, т. е заставляет светиться атомы трудновозбудимых газов. Благодаря малой концентрации атомов отсутствует самопоглощение, а низкая температура газа (атомная температура) способствует очень малому уширению линий вследствие эффекта Допплера. [c.182]

Благодаря относительно малому давлению и низкой температуре уширение линий, вызываемое эффектами Лоренца и Допплера, в ЛПК должно быть существенно меньше (примерно на два порядка), чем [c.109]

Естественная ширина линии, равная ТУ/Йшо, для молекул, излучающих в ИК-диапазоне частот, ничтожно мала и может быть сравнима с Гс только в условиях глубокого вакуума. Уширение линии Гд, обусловленное эффектом Допплера, составляет (Оо /с 10 соо. Однако допплеровский контур линии в отличие от (33.17) экспоненциально зависит от —[Гд/(о) — Юо)] и при дефекте резонанса (33.20) в не слишком разреженном газе контур линии определяется формулой (33.17). [c.161]

Характеристическое поглощение или излучение атомов, соответствующее переходам атомов из одного состояния в другое, по ряду причин не является строго монохроматическим, а характеризуется некоторым распределением коэффициента поглощения или интенсивности излучения относительно центральной частоты этого перехода (рис. 3.33). Основными параметрами такого распределения служат или I в центре линии и ширина линии на половине ее высоты Ау. 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. [c.139]

Уширение спектральных линий обусловлено совместным действием ряда факторов квантово-механи-ческой неопределенностью энергетических состояний атома, тепловым движением атомов относительно оси наблюдения (эффект Допплера), столкновениями атомов с посторонними частицами (эффект Лорентца) и между собой (резонансное уширение) и рядом др>тих эффектов. [c.824]

Форма контура каждой линии определяется суммарным действием теплового (эффект Допплера) и ударного (эффект Лорентца) уширений. Последнее уширение зависит не только от температуры, но и от состава смеси газов и полного давления. Однако, если функция распределения N /N0 отвечает тепловому равновесию, для каждого набора перечисленных факторов мож но определить единственную взаимосвязь между величинами Гд и [ОН]. При изучении реакции водорода с кислородом в ударных волнах в термически достижимых условиях за время наблюдения за ходом реакции не замечено значительных отклонений от равновесной функции распределения по вращательным уровням [c.135]

Первым из двух основных факторов, приводящих к уширению спектральных линий и полос в газах, является известный эффект Допплера, сущность которого в данном случае заключается в изменении частоты поглощаемого или излучаемого молекулой света в зависимости от скорости поступательного движения последней. Напомним, что если частица движется со скоростью V и под углом б к направлению распространения света г (рис. 1.14), то допплеровское изменение частоты составляет [c.29]

Если эффекты Допплера и Лорентца действуют одновременно, то центральная часть линии в основном определяется допплеровским уширением, а края линии — лорентцевским. Суммарный контур описывается уравнением Фойхта [c.140]

При тепловом движении атомов, однако, в соответствии с максвелловским распределением скоростей, величина V может быть различной. Кроме того, появление Уж, имеющих различные знаки, равновероятно поэтому для совокупности атомов эффект Допплера приводит к симметричному уширению наблюдаемой линии даже в случае строгой монохроматичности испускаемого ими излучения. [c.25]

Во многих случаях приходится иметь дело с уширением, вызванным эффектом Допплера. Наблюдатель воспринимает излучение атома, движущегося по направлению от наблюдателя, как излучение с уменьшенной частотой, а излучение атома, движущегося к наблюдателю, как излучение с увеличенной частотой., Если скорости атомов в источнике имеют максвелловское распределение, то линия будет иметь так называемый допплеровский контур распределение интенсивностей по частотам в случае допплеровского контура линии дается выражением [c.197]

Гр и Гр — уширение спектральной линии, обусловленное соответственно столкновениями и взаимодействием с полем излучения. Еще одной причиной уширения спектральных линий (приводящей к отличию формулы для контура линии Ь (со) от (33.17) при о) — <Во о /с) является эффект Допплера. [c.160]

Наблюдаемая ширина спектральных линий атомов и молекулы обычно больше значения, приведенного в (В-3). Уширение обусловлено тремя факторами. Во-первых, вследствие эффекта Допплера тепловое движение излучающих частиц вдоль линии наблюдения изменяет длины волн испускаемого света, воспринимаемого неподвижным наблюдателем. Поскольку некоторые из атомов двигаются по направлению к наблюдателю, а другие — от наблюдателя и поскольку имеется непрерывный набор скоростей, даже идеально монохроматический излучатель, двигающийся таким образом, будет казаться излучающим целый интервал частот. Это известно под названием допплеровского уширения спектральных линий. [c.429]

Следует подчеркнуть, что, измеряя в эксперименте полуширину 8Х допплеровского контура линии, мы тем самым находим температуру газа. Применение этого метода при высоких давлениях (Р 1 атм) затруднительно вследствие того, что ширина спектральных линий в этих условиях определяется в основном штарковским и. ударным уширениями. Однако иногда удается найти линии (например, в спектрах редких земель и переходных элементов), ширина которых определяется лишь эффектом Допплера [51]. [c.400]

Газовая температура в лампе составляет 350-450 К. Это обстоятельство в сочетании с пониженным давлением газа приводит к тому, что основные факторы уширения спектральных Л1ший (эффекты Допплера и Лорентца) здесь значительно меньше, чем в атомизаторе. Если к тому же сила разрядного тока невелика, удается удерживать уширение линий вследствие самопоглощения в допустимых пределах. Например, полуширина резонансной линии Са 422,7 нм составляет 0,0009 нм при токе через лампу 5 мА и 0,0015 нм при токе 15 мА. В некоторых типах ламп интенсршность излучения повышается за счет дополнительного дугового разряда, зажигаемого на выходе из полости катода. [c.827]

Резонансное свечение. Простейшим случаем люминв сценции является тот, когда атом, поглотив квант света, через короткое время излучает его же в виде резонансного свечения. Лучше всего это явление наблюдать на парах ртути, заключенных в кварцевом сосуде. Для этого достаточно той концентрации, которую эти пары имеют при комнатной температуре. Если через такую резонансную лампу пропустить свет кварцевой ртутной дуг , то пары ртути поглощают кванты, отвечающие линии 2536 7 А, возбуждаются ими и затем испускают эту же линию по всем направлениям в виде резонансного свечения. Это явление не следует смешивать с обычным рассеянием света, где не происходит поглощения квантов атомами, а лишь изменение их пути. Разница сказывается и в характере спектра свечения и в степени поляризации его. Резонансная лампа дает интенсивное свечение, особенно пригодное для фотохимических целей, и часто применяется для изучения фотохимических реакций. Резонансное свечение отличается строгой монохроматичностью и резкостью линий. Последнее зависит от того, что низкая температура сильно уменьшает уширение линий вследствие эффекта Допплера (изменение частоты при движении источника света, в данном случае возбужденного атома, в зависимости от наблюдателя). В раскаленных парах ртутной лампы такое уширение очень значительно и иногда сильно вредит точности исследований. [c.513]

При степени деполяризации этих линий р 0,05 вклад анизотропного рассеяния в Q-вeтвь очень мал и не может привести к заметному уширению линий. X. Е. Стерин рассмотрел несколько других возможных причин уширения линий комбинационного рассеяния, в том числе уширение вследствие соударений, эффект Допплера и ангармоничность. Он пришел к выводу, что ни одна из причин не может объяснить наблюдаемую ширину исследованных им линий. С другой стороны, если предположить, что ширина указанных линий характеризует среднюю продолжительность жизни возбужденных колебательных состояний, то это приводит к серьезным трудностям. При ширине линии 2 слг время жизни колебательного состояния должно составлять около 10 сек. Обычные радиационные потери дают для полносимметричных колебательных состояний гораздо большую продолжительность жизни. Явления обмена энергией между колебательными и иными степенями свободы приводят также к среднему времени жизни 10 —Ю сек. [c.320]

Из рис. 1.5 видно, что в оптическом диапазоне энергий D > / , а следовательно, перекрывание линий излучения и поглощения практически полное. При этом величина D приблизительно на порядок выше типичных значений естественных ширин атомных уровней возбуждения Г (Г/D 1). Так, допплеровское уширение в данном случае приводит лишь к тому, что ожидаемый эффект уменьшается на порядок по сравнению со случаем жестко закрепленных атомов (предэкспоненциальный сомножитель в формуле (1.24) порядка Г/D). Таким образом, в случае оптической флуоресценции отдача практически не играет роли, и резонансное поглощение в максимуме уменьшается лишь за счет допплеровского уширения линий излучения и поглощения. Диаметрально противоположную роль играет допплеровское уширение линий излучения и поглощения для ядерной гамма-флуоресценции. В этом случае (кванты с энергией 10 —10 эв) величины D и R, как это следует из табл. 1.1 и рис. 1.5, оказываются примерно одного порядка величины и притом в тысячи раз больше типичных собственных резонансных ширин Г. Таким образом, при сильном удалении друг от друга линий излучения и поглощения за счет отдачи (R Г) допплеровское уширение уже не препятствует, а, наоборот, способствует резонансной флуоресценции, ибо увеличивается область перекрытия спектров. Для паров олова величины Г/D и R/D (табл. 1.1) равны соЬтветственно 1,5-IO и 0,15. Это приводит к величине ожидаемого эффекта т (0) Ai 10 г)тах, т. С. приблизитсльно на пять порядков выше, чем для линий, смещенных из-за отдачи, но не уширенных из-за эффекта Допплера [c.18]

Поступательные температуры из уширения Допплера. Оитические методы определения поступательных температур отдельных типов молекул основаны на том факте, что при низких давлениях и высоки) температурах основной вклад в конечную ширину спектральных линии дает уширение Допплера. Это имеет место по крайней мере в ультрафиолетовой и коротковолновой видимой областях спектра. Чтобы использовать эффект Допплера, необходимо проводить измерения с приборами чрезвычайно высокой разрешающей способности, такими, как интерферометр Фабри —Перо или пластинка Люммера — Герке ). Интерферометр Фабри—-Перо применялся для определения поступательной температуры СН в пламенах при низком давлении [6]. [c.416]

Допплеровское уширение. Существенно большее влияние на уширение спектральных линий оказывает эффект Допплера, т. е. утиирение линий вследствие хаотического теплового движения атомов. Как уже отмечалось ранее, это движение описывается распределением Максвелла. Соответственно распределение коэффициента поглощения (интенсивности) по контуру линии подчиняется экспоненциальному закону [c.825]

Функция Фойгга-Райхе. Если эффекты Допплера и Лорентца оказывают значимое действие одновременно, то центральная часть линии, в основном, определяется допплеровским уширением, а края линии — лорентцев-ским. Суммарный контур описывается функцией Фойг-та-Райхе [c.825]

Полное поглощение изолированной полосы, состоящей из неперекрывающихся спектральных линий, обладающих уширением за счет столкновений и эффекта Допплера [3]. Интенсивность /-Й линии одной из равноинтенсивных ветвей некоторой полосы с интегральным показателем поглощения а может быть представлена следующим выражением [ср. с [c.353]

Описанный метод можно обобщить на случай определения поступательных температур но контуру спектральных линий, который определяется эффектом Допплера и ударным уширением [7,8]. В этом случае следует применять уравнения для спектрального пока.зателя поглощения, приведенные в разд. 4.4. [c.417]

Столкновение световой волны с фронтом когерентных гиперзвуковых волн приводит к частотной модуляции рассеянного света (аналог эффекта Допплера) и, следовательно, к расширению его частотного состава. Заметим, что такое (относительноеДсо/ш) расширение оказывается значительно более узким (Асо 10 —10 Гц), чем рамановское (Ао)л 10 Гц), обусловленное изменением колебательной энергии молекулы при столкновении ее со световыми квантами. Нас будет здесь интересовать третья разновидность уширения спектра рассеянной световой волны, обусловленная некогерентным броуновским (хаотическим) движением частиц среды. Это, получившее название рэлеевского , уширение спектральной линии рассеяния имеет наименьшую из трех ширину (Дсй 10 —10 Гц), и наблюдение его стало возможным лишь сравнительно недавно. [c.51]

В общем случае рассчитать форму градуировочных графиков довольно сложно и возможность использования линейной аппроксимации устанавливают экспериментально. Рассмотрим лишь в качестве примера расчета часто встречающийся случай, когда испускаемая источником аналитическая линия состоит из двух не перекрывающихся между собой компонент. Такую структуру имеют, например, линии меди 324,7 нм и 327,4 нм и некоторые другие. Те же компоненты СТС линии поглощения, значительно уширенные благодаря допплер-лоренцовскому эффекту, будут полностью или частично перекрыты. Каждую из компонент линии испускания можно рассматривать как отдельную линию однако следует учесть, что разрешающей силы монохроматора далеко недостаточно для их практического разделения. Поэтому с помощью спектрофотометра можно измерить только суммарную интенсивность обеих компонент /ю + /го-Считая обе компоненты квазимонохроматичными, [c.39]

Учитывая, что вероятность резонансного поглощения определяется величиной ао ы)а (е))максв, И используя формулы (1.20) и (1.21), легко получить теперь ожидаемую величину эффекта резонансного поглощения при па < 1 на линиях, смещенных вследствие отдачи и уширенных из-за эффекта Допплера (источник излучения как целое покоится относительно поглотителя) [c.17]

Г/бо = 10 -ь 10 . Впервые оказалось возможным изучение сверхтонкой структуры ядерных уровней, а также влияния электрических, магнитных и гравитационных полей на энергию гамма-квантов. Несмещенная и неуширенная мессбауэровская резонансная линия стала тем инструментом, на основании которого возникла гамма-резонансная спектроскопия. Интересно отметить, что уже после того, как были сделаны классические опыты Мессбауэра, оказалось, что теоретически его открытие не является неожиданным. Так, например, еще в 1938 г. Лемб [12] разработал теорию поглощения медленных нейтронов в кристаллах и показал, что при определенных условиях здесь может наблюдаться линия поглощения естественной ширины. Более того, широко применяемая дифракция рентгеновских лучей на кристаллах ярко проявляется именно потому, что отсутствует уширение, обусловленное эффектом Допплера. В многочисленных наблюдениях дифракционных пиков было видно лишь изменение их амплитуды в зависимости от температуры, но никогда не наблю-Наконец, в 1952 г. Дике [13] в работе, посвя-столкновения атомов в газах на допплеров- [c.20]

Среди различных механизмов уширения спектральных линий в инте-ресуюш,ем нас диапазоне давлений и температур практическое значение имеют лишь те, которые обусловлены эффектами Допплера и Штарка. [c.173]

Измерение температуры газа по допплеровскому уширению спектральных линий. Поскольку атомы в плазме находятся в тепловом движении, частота их излучения изменяется в зависимости от величины и нанравле ния скорости атомов относительно наблюдателя (эффект Допплера). [c.399]

Поступательйую температуру атомов (или молекул) можно измерить путем определения полуширины бЛ,, излучаемой этими атомами спектральной линии, уширенной вследствие эффекта Допплера [c.287]