Ширина и форма спектральных линий

Ширина и форма спектральной линии. Простые уровни, которые составляют один сложный уровень, слегка различаются по энергии. Поэтому большинство спектральных линий состоит из нескольких слившихся линий и имеет некоторую ширину. Кроме того, многие элементы являются смесью изотопов с разной массой атомов. Это приводит к увеличению ширины спектральных линий, которая может быть больше 0,1 А. [c.54]

Вытянутая форма спектральных линий на рис. 9.10.3 вызвана неоднородным уширением за счет эффектов магнитной восприимчивости. Подобная форма линий наблюдается в твердых телах, для которых анизотропия химического сдвига молекулярным движением не усредняется. Ширину таких линий можно сильно уменьшить, если дополнить обменную 2М-спектроскопию вращением под магическим углом. Хотя дипольные взаимодействия при этом ослабляются, спиновая диффузия при этом не уменьшается. Основное ограничение на изучение спиновой диффузии при естественном содержании изотопа состоит в том, что скорости диффузии малы, поэтому необходимы большие времена смешивания (порядка 1 — 10 с). [c.634]

Соотношение между геометрической и дифракционной формами спектральной линии показано на рис. 41, б. Здесь ВС — геометрическая ширина, В С — ширина дифракционного изображения. [c.76]

Мы установили, что спин-решеточная релаксация, диполь-дипольное взаимодействие электронных спинов и неразрешенные электронно-ядерные взаимодействия могут приводить либо к лоренцевой, либо к гауссовой форме линии. В соответствии с принципом независимых уширений суммарная форма спектральной линии в этих случаях будет описываться сверткой распределений типа Лоренц — Лоренц , Гаусс — Гаусс или Лоренц — Гаусс . Легко показать, воспользовавшись табл. 1.2, что свертка гауссовых функций приводит снова к гауссовой линии, причем складываются квадраты ширин линий. Для свертки Лоренц — Лоренц получается лоренцева функция, а ширины линий складываются. Наибольший интерес представляет свертка распределений Лоренца и Гаусса, поскольку форма спектральной линии часто описывается именно такой композицией распределений (см. гл. 4). [c.45]

Рис. 20. Ширина и форма спектральной линии

Первоначальной целью этого раздела было продемонстрировать, насколько эффективны различные методы коррекции дефектов изображения. Однако имеющихся данных еще недостаточно для такого сравнения. Как можно было ожидать, разрешение зависит главным образом от двух величин оно пропорционально радиусу траектории частиц в электрическом поле и обратно пропорционально ширине входной щели. Только если сделать входную и выходную щели очень узкими, возникает ограничение, связанное с дефектами изображения, и дальнейшее уменьшение ширины входной щели не приводит к пропорциональному возрастанию разрешения (см. прибор 2.3). Можно считать, что это практическое ограничение действует во всех приборах высокого разрешения их разрешение лишь несколько меньше, чем величина, рассчитанная на основании теории первого порядка. В некоторых приборах щели специально расширены, особенно если они используются с искровым источником ионов. Эти масс-спектрометры имеют более низкое разрешение, но лучшую чувствительность. Чтобы определить форму спектральных линий, следует избегать чрезмерных экспозиций, так чтобы гало и фон были невелики. Типичной формой линий, характерной для большинства масс-анализаторов, обладает прибор [c.103]

Важную информацию о времени жизни молекулярных форм и состояний молекул, об обменных, релаксационных процессах и т. д. содержат ширина и форма спектральных линий. По среднему времени жизни состояний молекулы определяется константа скорости превращения, как для мономолекулярной реакции 1 = = 1/т. Энергию состояния, среднее время жизни которого т, можно охарактеризовать интервалом значений б /г/т, обусловливающим ширину линии б = б //1 для перехода из данного состояния. Если квантовые переходы двух взаимопревращающихся форм молекулы 1 и 2 характеризуются частотами VI и гг, разность которых Ау меньше,-чем средняя ширина линии б - = V2(бvl + бv2), т. е. [c.13]

Формы спектральных линий и конечная ширина щели [c.357]

Чтобы ФЭС можно было применять как аналитический метод, необходимо решить несколько методических задач, например вопрос о выборе программы, с учетом неодинаковой ширины и неправильной формы спектральных линий, или вопрос о спектральном [c.155]

При работе с фокусирующими рентгеновскими спектрографами следует считаться с возможными искажениями дисперсионной формы спектральных линий из-за неблагоприятных геометрических условий фокусировки и с непостоянством ширины и формы линии по ее длине, вызванной неравномерностью изгиба кристалла в кристаллодержателе прибора. [c.54]

В спектрометре с двойной модуляцией ширина полосы усилителя сигнала А/ не зависит от частоты модуляции так как время регистрации спектральной линии определяется только скоростью изменения медленной развертки магнитного поля. Поэтому увеличение частоты колебаний ВЧ модуляции уменьшает шум-фактор радиоспектрометра. Однако увеличение частоты модуляции ограничивается искажением формы спектральной линии. Известно, что установление стационарного уровня поглощения СВЧ энергии происходит за время, определяемое временем релаксации в образце (см. гл. III). Поэтому для неискаженного воспроизведения спектральной линии необходимо, чтобы скорость изменения основного магнитного поля не превышала величины, определяемой выражением [12] [c.28]

В соответствии с выбранной системой модуляции и типом СВЧ детектора (непосредственное детектирование или преобразование частоты) строится и блок-схема электронной части спектрометра. Если используется система модуляции, применяемая в видеоспектрометрах, и непосредственное детектирование СВЧ колебаний, то, как уже отмечалось, к выходу детектора подключается довольно широкополосный усилитель низкой частоты (УНЧ), напряжение с которого подается затем на пластины вертикального отклонения электронно-лучевой трубки. Поскольку магнитная развертка обычно имеет синусоидальную форму колебаний, то для неискаженного воспроизведения на экране трубки формы линии горизонтальное развертывающее напряжение также должно быть синусоидальным. Поэтому на пластины горизонтального отклонения трубки подается обычно напряжение (через фазовращатель) от того же источника, который питает модуляционные катушки электромагнита. При применении в качестве детектора СВЧ смесителя усилительная схема усложняется. В этом случае после смесителя следует УПЧ, на выходе которого ставится второй детектор. С выхода второго детектора сигнал ЭПР поступает на УНЧ, а затем на пластины электронно-лучевой трубки. В качестве второго детектора используются обычно амплитудные детекторы. В супергетеродинных радиоспектрометрах, как отмечалось, усилитель промежуточной частоты имеет обычно широкую полосу пропускаемых частот, значительно превышающую ту ширину полосы, которая необходима для неискаженного воспроизведения формы спектральной линии. Однако с целью уменьшения шумов и соответственно повышения чувствительности радиоспектрометра желательно по возможности сузить эффективную полосу частот всего усилительного тракта радиоспектрометра А/. На практике это достигается тем, что ширина полосы ограничивается до требуемой величины усилителем низкой частоты, подключенным к выходу второго детектора. Если обозначить отношение ширины полосы пропускания УПЧ к ширине полосы УНЧ через т], т. е. т] = А/упч/А/унч, то при идеальном втором детекторе отношение напряжений сигнал — шум на его выходе и входе должны определяться формулой [c.29]

При помощи такого контура можно дать полную характеристику формы спектральной линии. Ордината в максимуме есть максимальная интенсивность линии /о, а площадь, ограниченная контуром 14 осью абсцисс, есть интегральная интенсивность линии /оо, ибо эта площадь равна 2/ dv, т. е. общему потоку, доставляемому всеми спектральными участками нашей линии. Наконец, вводят еще одну характеристику линии — ширину линии, измеряемую ве личиной о, представляющей расстояние между двумя точками Л и 5, в которых интенсивность достигает половины максимальной интенсивности. В связи с таким определением эту величину нередко называют полушириной, т. е. шири- ной на половинной интенсивности. Если бы линии имели одинаковую форму, то, поскольку величины 7со, /о и б связаны между собой, достаточно было бы задавать лишь две из них. Предпочтительно, однако, указывать все три характеристики, ибо точное задание формы линий, которая у разных линий различна, представляет очень сложную задачу. [c.148]

При исследовании ширины и формы спектральных линий приходится считаться с наличием ряда факторов, влияющих на наблюдаемые параметры. Такими искажающими факторами являются диффракция на апертурной диафрагме спектрографа, дефекты оптической системы, конечное значение ширины щели и разрешающей способности фотослоя. В случае линий комбинационного рассеяния необходимо учитывать также ширину возбуждающей линии. Уширение, вызываемое каждым из перечисленных факторов, можно охарактеризовать некоторой аппаратной функцией , которая соответствует действию данного фактора при исчезающе малом влиянии всех остальных факторов. С целью проиллюстрировать роль каждого из искажающих факторов мы приводим в табл. 8 примерную оценку ширины соответствующих им аппаратных функций для нескольких типов спектрографов. В качестве меры диффракционного уши-рения приведены значения нормальной ширины щели [c.63]

Весьма наглядно прослеживается образование кластеров, включающих Г1 +, на поверхности с помощью ЭПР. Этот результат следует из изучения ширины и формы спектральной линии. На рис. 3.11 й, б показан спектр ЭПР для и зависимость ширины этой линии от концентрации центров 11 + на поверхности. [c.124]

Отсюда ясно, что при рассмотрении формы и ширины спектральной линии поглощения необходимо тщательно анализировать возможные причины, приводящие к искажению экспериментальных спектров. При проведении прецизионных измерений ширины линии необходимо учитывать угловое распределение у-квантов в падающем на поглотитель пучке, так как излучение в этом случае распространяется в виде конуса. Перечислим еще несколько явлений, которые могут искажать форму мессбауэровского спектра поглощения. В поликристаллических образцах возможна ани- [c.192]

Контур спектральной линии характеризуется определенной формой область частот, соответствующая данной линии (ее ширина) может быть и очень малой и достаточно значительной. Для сложных атомных систем, в том числе комплексных соединений переходных металлов, вместо узких линий получаются сплошные полосы, которые также характеризуются определенным контуром, ширина полосы может достигать порядка Ю см ( -катионы), но может быть и порядка 1 —102 (РЗЭ). [c.240]

По способу регистрации спектра все спектральные методы разделяются на визуальные, фотографические и фотоэлектрические, а спектральные приборы — на спектроскопы (стилоскопы), спектрографы и спектрометры (квантометры). Наиболее важными частями спектральных приборов являются диспергирующее устройство и щель прибора, так как спектральная линия— это ее монохроматическое изображение. Основной деталью щели являются ее щечки. Промежуток между щечками должен быть правильной формы,. края имечек строго параллельны и скошены в виде ножа, чтобы отраженный от них свет не попадал в прибор. Щечки раздвигаются с помощью микрометрического винта, позволяющего устанавливать ее ширину с точностью до 0,001 мм. Рабочая ширина щели составляет 0,005—0,020 мм, поэтому малейшее ее загрязнение приводит к искажению спектра и ошибкам U анализе. Поверхности ножей щели очищают заостренной палочкой из мягких пород дерева (спичка). Не рекомендуется проводить очистку металлическими [c.650]

Две щели необходимы по следующей причине. Входная щель ограничивает угол в горизонтальной плоскости, в пределах которого распространяется свет, попадающий в монохроматор. Она выступает в роли линейного источника, подобно щели эмиссионного спектрографа. Хорошо известно, что для спектрографа, дающего стигматическое изображение, спектральные линии имеют такую же форму, как и щель. Уменьшение ширины щели приводит к уменьшению ширины спектральных линий (вплоть до дифракционного предела Рэлея). [c.26]

Разрешающая способность. Из приведенного рассмотрения видно, что ширина, а вообще говоря, и форма инструментального контура определяют возможность прибора более или менее детально исследовать спектр. Это свойство прибора удобно характеризовать величиной, которая называется разрешающей способностью и измеряется тем наименьшим интервалом длин волн, для которого две монохроматические спектральные линии еще наблюдаются раздельно. Из предыдущего видно, что такое определение совершенно недостаточно, так как возможность раздельного наблюдения двух монохроматических линий целиком зависит от точности, с которой мы знаем инструментальный контур и можем измерить наблюдаемый суммарный контур. [c.23]

Рис. 79. Изменение формы (а) и интенсивности (б) спектральной линии при увеличении ширины щели

Оценка разрешающей способности. Методы измерения разрешающей способности решеток сводятся к определению разности длин волн двух близко расположенных спектральных линий приблизительно равной интенсивности, находящихся на преде.те разрешения. Чаще всего разрешающую способность оценивают по наблюдениям сверхтонкой структуры спектральных линий кадмия и ртути, некоторых групп линий спектра железа или полос поглощения паров иода, а также по расщеплению спектральных линий в магнитном поле. Однако выбор линий, пригодных для этих целей, очень ограничен, а процедура измерения при высоких разрешениях достаточно сложна. На точность измерений этими методами влияют не только ошибки решетки, но и аберрации оптической системы спектрографа, а также естественная ширина контура линии. Кроме того, с ростом фокусного расстояния спектрографа возрастает влияние колебаний воздуха и отдельных элементов системы, что создает дополните.льные трудности при наблюдениях и снижает их точность. При наиболее благоприятных условиях измерений относительная ошибка определения разрешающей способности составляет 5—10%, что в некоторых случаях недостаточно для характеристики решетки по этому параметру. Поэтому непосредственные наблюдения спектральных лгг-ний дополняются исследованиями формы фронта дифрагированной волны теневым и интерференционным методами, которые взаимно дополняют друг друга. [c.54]

Из параметров формы спектральных линий наибольший практический интерес представляют их штар-ковская ширина и сдвиг. Теоретически эти параметры могут быть рассчитаны в полуклассическом или полу-эмпирическом приближении [23, 24], для ряда простых спектров выполнены также квантово-механические расчеты [5]. Сопоставление экспериментальных данных с результатами трех разных методов расчета пока не позволяет отдать предпочтение какой-либо одной из теорий. [c.356]

Мейбум [24] указывал, однако, что такая формулировка принципа неопределенности неприменима, если уширяющиеся пики начинают перекрываться, так как она предсказывает неограниченное уширение при возрастании скорости обмена, что, как мы увидим, не соответствует наблюдаемым фактам). Оптические спектры характеризуются высокими частотами наблюдения (10 —10 Гц) поэтому это уширение не будет заметно при разрешающей способности оптических спектрометров, за исключением случаев очень малых времен (б я 10- —10- з с и менее). Время жизни конформаций и ионизованных состояний органических молекул обычно намного больше. Однако в ЯМР-спектроскопии частоты наблюдения в 10 раз ниже, а ширина линий может составлять 1 Гц и менее, вследствие чего сигналы обменивающихся модификаций могут отстоять друг от друга всего на несколько герц. В этих условиях слияние сигналов индивидуальных модификаций может наступить даже при больших временах жизни порядка 10 —10 с. Если же времена жизни существенно короче, обе формы будут представлены одним узким сигналом и станут практически неразличимы. Для химии очень важно, что такие времена жизни (10 —10- с) соизмеримы со скоростями химических реакций и процессов изомеризации. Путем соответствующего видоизменения уравнений Блоха (см. разд. 1.7) можно получить аналитическое выражение для формы спектральных линий при уширении или слиянии пиков, с помощью которого были измерены скорости самых разнообразных химических процессов. Поскольку в практике ЯМР-исследований полимеров этот метод используется сравнительно редко, мы не станем останавливаться на нем подробно, тем более, что этот вопрос широко освещен в литературе. Нам важно лишь отметить, что ЯМР-спектры молекул, которые могут иметь различную конформацию (а именно к таким молекулам и относится большинство полимеров), усреднены по всем возможным конформациям. Спектры ЯМР позволяют получить важные данные о предпочтительности той или иной конформации, но в общем случае эти данные представлены в неявном виде. [c.48]

Необходимо отметить и другое обстоятельство, выгодно отличающее описанный метод свободного изгиба кристалла в спектрографе от использовавшихся ранее. Высокая степень совершенства изгиба позволяет добиться почти полной неизменности формы и интенсивности спектральных линий на значительном отрезке их длины. В то время как при изгибе кристалла непосредственно между двумя изогнутыми поверхностями кристаллодержателя колебание интенсив-1ЮСТИ и ширины линии на различной ее высоте могут достигать 25 и даже 50 %, в описываемых опытах эти величины остаются практически постоянными, с точностью не меньшей чем 4%, на отрезке линии 10—12 мм. Как это было показано исследователями, использовавшими в своей работе описываемый метод изгиба кристалла [62, 63], это создает предпосылку для более широкого внедрения в аналитическую практику новых эффективных методов рентгеноспектрального анализа, в первую очередь метода клина и методов, основанных на изучении формы спектральных линий. [c.78]

Различные спектральные линии одного и того же элемента могут иметь разную концентрационную чувствительность. Обычно слабые линии имеют большую концентрационную чувствительность, так как не испытывают самопоглощения. При количественном анализе стараются использовать эти линии. -Ширина и форма спектральной линии. Простые уровни, которые составляют один сложный уровень, слегка различаются по энергии. Поэтому большинство спектральных линий состоит из нескольких слившихся линий и имеет некоторую ширину. Кроме того, многие элементы являются смесью изотопов с разной массой атомов. Это приводит к увеличению ширины спектральных лищп, которая мо- [c.58]

Форма спектральных линий, самопог-дощение и самообра щение. Измеряя интенсивность гпектральной линии по ее ширине, получаем кривую с максимумом посередине, примерно такую, как изображена на рис. 94, а. Казалось бы, что это находится в противоречии с квантовой теорией излучения линейчатых спектров, согласно которой каждая спектральная линия излучается при переходах атома из одного опре- [c.150]

И Т. Д.) своей программой. Более сложная проблема возникает в связи со вторичными реакциями в объектной камере, которые несколько искажают фотоэлектронный спектр соединения, обычно увеличивая интенсивность или ширину линий. Примеры этому приводятся в гл. 3 (автоионизация). Это положение иллюстрирует также рассматриваемая ниже система азот—углекислый газ, в которой форма спектральных линий слегка изменяется-в зависимости от состава образца. Вполне возможно, что анализ спектров с применением счетно-решаюших устройств поможет нам более полно понять явления, вызывающие вторичные реакции. [c.156]

V = п1г, но п нельзя измерить точнее, чем указав ближайшее целое число так, что неопределенность в значении частоты составляет Ап/х /г. Поэтому затухающее излучение, испускаемое колеблющимся электроном при прохождении через спектроскоп, дает не одну идеально резкую линию, а размывается по интервалу частот порядка А, соответствующему интервалу длинволнпорядка AA, = ( /v )Дv. Таким образом, величины и ДА, являются приближенной мерой ширины спектральной линии. Покажем теперь, как можно оценить эти величины. Более строгое рассмотрение формы спектральных линий будет изложено в параграфе в . [c.428]

Для количественного определения абсолютного и относительного содержания ниобия и тантала в пробе при их совместном присутствии очеиь удобно применять новые приемы анализа, основанные на использовании данных о форме и ширине рентгеновских спектральных линий. Для этого также используются /Саьг-линии ниобия во втором порядке отражения и ai,2-линии тантала в первом порядке. Расстояние между этими линиями около 30 X. В то же время каждая из них находится на сравнительно [c.195]

С увеличением амплитуды напряженности поля ВЧ модуляции Ну, полезный сигнал на выходе СВЧ детектора вначале возрастает, а затем, начиная с некоторого значения, падает. Одновременно с увеличением Ям увеличивается искажение формы спектральной линии. При определении максимальной чувствительности радиоспектрометра искажением формы линии можно пренебречь. В этом случае для Лоренцовой формы линии амплитуда модуляции, соответствующая максимуму ЭПР сигнала, должна быть равна Ям = АЯуг [4], где ДЯ1/2 — ширина линии, измеренная на половине ее высоты. При этом зарегистрированная линия будет уширена в ]/ 3 раза, а амплитуда сигнала на выходе детектора будет в 1/0,354 раза меньше, чем в видеоспектрометре. [c.28]

Как указывалось ранее, естественная гиирина линии в спектрах ЯМР обратно пропорциональна времени спин-спи-новой и спин-решеточной релаксации. У твердых тел время спин-спиновой релаксации очень мало, поэтому их спектры ЯМР состоят из широких линий ( 10 Гц), и потому мало пригодны для исследования органических соединений, у которых расстояние между спектральными линиями может составлять всего лишь несколько герц. В невязких жидкостях и газах и Tj имеют порядок нескольких секунд, что соответствует естественной ширине спектральной линии, равной десятым долям герца. И в этом случае решающим фактором, определяющим наблюдаемую форму спектральной кривой (в частности, ее полуширину), может стать разрешающая способность (разрешение) прибора. Например, если прибор с рабочей частотой 80 МГц имеет разрешение 5 10 , то это значит, что полуширина спектральных линий, полученных с помощью этого спектрометра, не будет меньше 0,4 Гц(8 10 X 5 10 ). [c.33]

С которым связывается большое сечение рекомбинации электрон — ион, наблюдаемое в случае разряда в гелии. Ввиду того, что один из атомов гелия, возникающих при рекомбинации электрона и иона Нег, оказывается в возбужденном состоянии, а избыток энергии распределяется поровну между обоими атомами гелия в форме энергии поступательного движения, появляется возможность обнаружения этих быстрых атомов по допплеровскому уширеиию испускаемой одним из них спектральной линии [495]. Роджерс и Бионди показали также, что линия гелия % = 5876 А в спектре послесвечения сильно расширена. Из допплеровской ширины этой линии найдено, что кинетическая энергия атома гелия составляет 0Д э г что совпадает с величиной, какую должен иметь каждый атом гелия, возникающий в результате указанного процесса диссоциативной рекомбинации. [c.380]

Наибольший интерес и практическое значение представляют изменения интенсивности спектров ЭПР фракций крови, а также биопсийного и операционного материала у больных людей. Как видно из рисунка г ж д), спектры ЭПР, полученные из эритроцитов, обнаруживают ту же тенденцию, что и спектры внутренних органов, т. е. при патологии интенсивность сигнала сугцественно меньше, чем интенсивность сигнала такого же препарата здорового человека. Однако необходимо отметить, что сигналы фракций крови приходится измерять на пределе чувствительности прибора, в жидком азоте, когда отношение шум — сигнал значительно хуже, чем нри измерении образцов внутренних органов. Так, если сигнал сел езенки здорового животного соответствует 8,85-10 частиц с неспаренным электроЕ ом на 1 г сухого веш ества, то сигнал ЭПР от эритроцитов (в норме) соответствует приблизительно (0,8—0,9) 10 частиц, т. е. на порядок меш.ше. Изменения формы и ширины спектральных линий в зависимости от исследований патологии, как видно из иллюстративного материала, отметить не удалось. [c.148]

Тщательный анализ ширины и формы линии резонансного поглощения позволяет получить обширную информацию. В первых параграфах настоящей главы подробно анализируются две наиболее распространенные формы линий гауссова и лоренцева, при различных инструментальных условиях их регистрации (предполагается, что форма линии воспроизводится достаточно правильно). В последующих параграфах рассмотрены различные источники уширения спектральных линий. Инструментальное уширение и сужение обсуждаются в гл. 5, И и 13 (см. также [1, 2]). Однородное и неоднородное уширение описано в гл. И, 2. Общий обзор теорий уширения линий сделан Ван-Флеком [3]. [c.412]

Большая экспериментальная работа проведена и по изучению формы, ширины и сдвига спектральных линий с квадратичным эффектом Штарка [11—14]. Мазинг установила невозможность сох ласовать экспериментальные данные по сдвигу и полуширине линий с квадратичным эффектом Штарка с теорией Линдхольма [3]. Эти результаты побудили Вайнштейна и Собельмана [14] построить нестационарную теорию штарковского уширения спектральных линий в плазме, которая гораздо лучше соответствовала экспериментам. [c.7]

Численное определение абсолютных значений наблюдаемых спектральных показателей поглощения было выполнено рядом авторов [5—8]. В частности, максимальные значения наблюдаемых показателей поглощения и ширина спектральных линий с дисиерсионным или допплеровским контуром были рассчитаны [8] как функции отношения аппаратной ширины щели к полуширине линии и максимального значения истинного показателя поглощения. Аппаратная функция предполагалась гауссовой или дисперсиоппой формы. В дополнение к искажению контуров линий рассматривались также малые (5% и менее) абсолютные ошибки П1)и измерениях интегральных показателей поглощения [8]. Хотя ошибки при оценках интегральной интенсивности понятны только применительно к расчетам, включающим онределенный допуск для инструментальных потерь, следует помнить, что для гауссовой или дисперсионной аппаратной функции и реальных показателей поглощения интервал сканироваиия, требуемый для удовлетворения условий, установленных в разд. 5.1, бесконечно широк. [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология