Естественное возбуждение спектральных линий

ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ [c.100]

Эту ширину не надо смешивать с естественной шириной спектральной линии. Естественная ширина, обычно ничтожно малая, связана с размытостью возбужденного уровня Е. [c.77]

Рассмотрим подробнее связь между резонансным рассеянием и энергией фотона. Вследствие того что возбужденное состояние имеет конечную продолжительность жизни т, переход характеризуется естественной шириной спектральной линии Г обе величины [c.233]

Естественная ширина спектральной линии W пропорциональна 1/ t, где t — среднее время, проводимое системой в возбужденном состоянии [c.303]

Естественная ширина спектральной линии обратно пропорциональна среднему времени жизни возбужденного состояния. Узкие резонансные линии наблюдаются для долгоживущих, а широкие линии — для короткоживущих возбужденных состояний. На ширину спектральных линий влияют и спин-решеточные, и спин-спиновые релаксационные процессы. Суммарное магнитное поле, взаимодействующее с прецессирующим ядром, является суммой постоянного внешнего поля и локальных полей решетки. У твердых веществ и вязких жидкостей движения молекул ограничены разночастотная компонента флуктуирующего локального поля имеет очень малую интенсивность. Поэтому большинство твердых веществ и вязких жидкостей имеют большие времена спин-решеточных релаксаций. С другой стороны, величина локального поля в твердых веществах и очень вязких жидкостях чрезвычайно велика это приводит к размытию резонансных условий, т. е. ограничивает время возбужденного состояния время спин-спиновой релаксации, таким образом,очень мало. Поэтому твердые вещества и вязкие жидкости имеют широкие резонансные линии. [c.72]

Подставляя вместо А< символ То — среднее время жизни возбужденного состояния — и заменяя АЕ на Ь,А, получим выражение для естественной ширины спектральной линии [c.48]

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]

Предиссоциация возникает при пересечении потенциальных кривых двух различных возбужденных электронных состояний и наличия канала безызлучательного внутримолекулярного обмена энергией между ними. На рис. 3.3 показано пересечение потенциальных кривых для молекулы 5г- Так как диффузная область возникает при увеличении ширины линии отдельных вращательных переходов, то прежде всего нужно рассмотреть, чем определяется ширина линии в отсутствие безызлучательного перехода. В отсутствие молекулярных столкновений частицы остаются в возбужденном состоянии некоторый промежуток времени (радиационное время жизни то) порядка 1/Л, где Л — коэффициент Эйнштейна для спонтанного излучения. Спектральная линия имеет минимальную конечную ширину — естественную ширину линии, которая связана с радиационным временем жизни соотношением, основанным на принципе неопределенности Гейзенберга [c.51]

Ширина спектральных линий. Ширина спектральных линий, излучае-емых источниками света, определяется совокупностью ряда причин, из которых обычно одна является определяющей. Все линии обладают так называемой естественной шириной, обусловленной квантовомеханической неопределенностью положения энергетических уровней. Если т — среднее время жизни возбужденного состояния, то для энергии этого состояния имеет место известное соотношение неопределенности [c.262]

Измерения двухступенчатого поглощения дают другую диагностическую информацию, ценную для химического анализа. Например, идентифицировать спектральные линии проще, когда населенность возбужденного состояния увеличивается вследствие высокой плотности падающего излучения, так как при этом интенсивность линий поглощения возбужденных состояний увеличивается, а интенсивность линий поглощения, связанных с уменьшением числа атомов в основном состоянии, уменьшается. Линии, не принадлежащие выбранному атому, остаются практически неизменными. Естественно, что можно измерить время жизни возбужденного состояния, если использовать сигнал поглощения, обусловленный возбужденным состоянием, для контроля его населенности. Можно также исследовать промежуточные энергетические уровни и процессы, с помощью которых они заселяются с выбранного энергетического состояния. [c.182]

Полученное уравнение (3.3) выражает универсальное соотношение между естественным временем жизни возбужденного состояния, коэффициентом поглощения спектральной линии, которая соответствует этому состоянию, и ее длиной волны (Л А — число Авогадро). Льюис и Каша показали, что это выражение следует умножить на коэффициент п , если процесс происходит в среде с показателем преломления п. Было принято, что в уравнении (3.3) в обоих процессах возбужденные молекулы возвращаются в основное состояние, а не в некое долгоживущее метастабильное состояние и что рассеяние, как и флуоресценция, является процессом первого порядка относительно концентрации возбужденных ионов. Константа kd — константа скорости мономолекулярного и безызлучательного процесса рассеяния энергии. Суммарная константа мономолекулярной дезактивации а ( = ае-1-й<г) есть величина, обратно пропорциональная среднему фактическому значению времени жизни возбужденного состояния т. [c.179]

Я оказывается постоянной для всех спектральных линий. Эта величина называется естественной шириной. В более точное квантово-механическое выражение для естественной ширины входит среднее время жизни возбужденного состояния, которое различно для различных уровней. [c.196]

Относительно распределения температуры в искре автор делает следующее предположение температура максимальна на оси разряда и спадает до комнатной в периферических его частях. Следовательно, в излучении спектра, воспринимаемого наблюдателем, принимают участие слои с различной температурой. Ранее говорилось, что при повышении температуры интенсивность линии растет не безгранично, а достигает при какой-то температуре максимума, затем спадает. Такой ход интенсивности обусловлен ионизацией, приводящей к уменьшению концентрации атомов в нормальном состоянии. Естественно, что наиболее интенсивным свечением будут обладать слои с оптимальной для возбуждения данной линии температурой. Если на оси разряда температура значительно выше оптимальной, то эти части разряда никакого вклада в излучение наблюдаемых спектральных линий не дадут, и наблюдатель зарегистрирует излучение только от тех слоев, в которых оно интенсивно. Температура, определенная по этим линиям, будет соответствовать температуре одного слоя, и никаких сведений о температуре в центре разряда из этих измерений получить нельзя. [c.203]

Все линии обладают естественной (минимальной) шириной, определяемой способом возбуждения спектра. Из всех причин, приводящих к уширению спектральных линий в обычной дуге постоянного тока, наибольшее значение [c.167]

Характеристическое время данного метода измерения определяется временем жизни возбужденного состояния Д/ = т, образующегося при поглощении соответствующего кванта энергии. В спектральных измерениях информация о величинах А/ заключена в параметре естественной (т. е. освобожденной от аппаратурных факторов) ширины линии Ду. Последняя в силу действия принципа неопределенности (см. разд. 1.2) [c.460]

Отсутствие линии того или иного элемента в спектре еще не говорит о совершенном отсутствии его в исследуемом веществе, а означает лишь, что концентрация его меньше предела обнаружения. В спектральном методе в большинстве случаев известны пределы обнаружения при данном способе возбуждения для всех элементов. Естественно, что поэтому стремятся выбирать для качественного анализа наиболее чувствительные линии. [c.192]

Спектр каждого элемента состоит из большого числа линий разной интенсивности. По мере уменьшения концентрации данного элемента в пробе интенсивность линий уменьшается, в конце концов они исчезают . Некоторые наиболее интенсивные линии исчезают последними (их так и называют последними линиями ). Это обычно резонансные линии, т. е. линии, соответствующие переходу электрона с основного уровня на ближайший возбужденный они наиболее легко возбуждаемые, для их возбуждения требуется сравнительно малая энергия. Но линии эти обладают ярко выраженной способностью к самопоглощению и самообращению — явлениям, состоящим в поглощении невозбужденными атомами излучения, испускаемого возбужденными атомами. Поэтому интенсивность резонансных линий пропорциональна концентрации данного атома лишь при малых содержаниях его, вследствие чего эмиссионный спектральный анализ пригоден для обнаружения и определения примесных атомов, а не основного вещества. Естественно, что интенсивность и число линий зависят от способа возбуждения спектра, т. е. способа подвода энергии. [c.192]

Барий может быть определен различными спектральными методами. Б эмиссионной спектроскопии в качестве источника возбуждения обычно используется дуговой разряд постоянного или переменного тока 4,5—12 а. В анализе использовались линии бария 2335, 4554 или 4934 А. Чувствительность определения составляет 10- — 10- % с ошибкой 4—25%. Известно определение бария в различных солях 1174, 175], естественных и минеральных водах [176, 177], рудах и породах [178—180], золе костей [181], глазурованных эмалях [182] и маслах [183]. [c.20]

Сопоставление данных зависимости интенсивности спектральных линий и характера структурных преобразований в зоне облучения от размеров пробы свидетельствует о необходимости введения поня-ния критической величины диаметра и массы пробы для случая применения лазерных импульсов, как это принято при использовании традиционных источников возбуждения [8]. Естественно, эта критическая величина будет существенно зависеть в конкретном случае не только от свойств анализируемых объектов, но и от условий облучения мощность импульса, условий фокусировки и т. д. [c.92]

Конечно, разрешение, которого удается достичь в спектре КР, зависит от ширины спектральных линий. Если раньше предел разрешения определялся шириной возбуждающей линии (равной 0,2 см- для линии 4358 А дуговой ртутной лампы низкого давления, охлаждаемой водой и наполненной естественной ртутью), то для лазерного источника возбуждения это не совсем так. Измеряемая ширина линий КР (например, в случае синглет-ных переходов /"- -/ ) зависит главным образом от давления и уширения в результате эффекта Доплера, помимо естественной ширины линии. Коэффициенты уширения за счет давления измерены для некоторых газов (стр. 331—339) получены значения 0,06—0,30 см 7атм для неполярных газов [110] и 1 см /атм для полярных газов [28]. Хотя этот эффект уширения представляет определенный интерес, так как он дает экспериментальные данные, необходимые для изучения внутримолекулярных сил, он обязывает исследователей, для того чтобы получить желаемое разрешение спектра, работать с газами при низких давлениях. [c.219]

В качестве примера на рнс. 58 п 59 приведены сложные структуры спектральных линий церия и рубидия, полученные при помощи приборов с большой разрешающей силой путем возбуждения обычного церия и рубидия в разрядной трубке с полым катодом. Структура линии ell 4628,2А в каждом порядке интерференции состоит, как мы видим, из двух компонент, принадлежащих 0С1ювным четно-четным изотопам Се и Се 2, содержание которых в естествеинюм церии равно соответственно 88,48 и 11,07%. В данном случае каждому изотопу церия отве- чает своя, и только одна, компонента, относящаяся к структуре данной спектральной линии. Несколько иная картина получается в спектре рубидия. Структура линии Rbl 7800,2А представлена четырьмя компонентами, хотя естественный рубидий содержит только два изотопа [c.117]

Уравнение (I. 4. 158) было записано для оптически тонкой плазмь[, т. е. плазмы, в которой фотовозбуждение не играет роли. Однако, если мы рассматриваем возбуждение низколен ащих уровней, то в большинстве лабораторных плазм (да и астрофизических тоже) оптическая толщина в резонансных линиях оказывается очень большой (10 —10 ), т. е. необходимо принять во внимание роль фотовозбуждения. Уравнение баланса возбужденных атомов в поглощающей плазме при правильном учете формы спектральной линии было впервые сформулировано Л. М. Бибер-мапом и Холстейном [99, 100]. Оно играет важную роль ири изучении переноса излучения. Критерий установления больцмановского распределения в этих условиях, естественно, смягчается, он имеет теперь вид [c.154]

Различия в спектральном составе являются основным источником затруднений, так как цвет одних и тех же предметов, освещенных искусственным источником и естественным дневным светом, будет различаться. Иногда искажения цвета, или, говоря техническим языком, колориметрические сдвиги, могут иметь существенное значение. Возьмем, к примеру, витрину мясного магазина, освещаемую флуоресцентной лампой с таким спектральным составом излучения, как показано на рис. 2.92. Весьма вероятно, что в зтом свете цвет только что разрезанного мяса будет восприниматься менее насыщенным и более темным, чем при естественном дневном освещении. Это вызовет у покупателя сомнение в отношении свежести мяса и, возможно, отобьет у него охоту купить его. Разумеется, изготовители ламп сознают эти трудности и пытаются улучшить цветопередающие свойства выпускаемых ламп, вводя в них различные добавки фосфоров, чтобы увеличить выход потока излучения в длинноволновой части спектра. Обычно такие лампы известны как флуоресцентные лампы типа Де Люкс. Однако улучшение цветопередающих свойств обычно означает потерю эффективности, т. е. потерю выхода света по отношению к входной электрической мощности. Более того, точное воспроизведение спектрального состава естественного дневного света невозможно из-за линий излучения ртути, которые нельзя подавить и которые должны присутствовать для возбуждения флуоресценции фосфоров. Лучшее, что можно сделать с лампами такого типа, достаточно хорошо было представлено на рис. 2.9. Отметим значительно расширенную длинноволновую часть спектрального распределения энергии этой флуоресцентной лампы. [c.407]

Селективность данного аналитического применения зависит от нескольких факторов. Один из них, разрешен 1е, уже обсуждался выше. Другим важным фактором является модуляция либо источпика возбуждения, либо самой пробы. Узкая спектральная ширина иперестраиваемость лазера позволяют относительно просто проводить частотную модуляцию в спектральных диапазонах, сравнтшых с доплеровскими ширинами иоглощения. Развитие методов лазерного поглощения с разрешением, ограниченным естественной шириной линии, и использование узких линий поглощения позволяют модулировать энергетиче- [c.548]