Доплеровское уширение

Существует две основные причины, приводящие к большему уширению линии. Первая — это так называемое доплеровское уширение, обусловленное направленным движением излучающей частицы относительно наблюдателя (детектора). Например, в результате движения атома со скоростью, проекция которой на направление наблюдателя равна 1 х, частота поглощения атомом представляется наблюдателю (детектору) смещенной на [c.15]

Температура большинства дуг слишком мала, чтобы в их спектре были интенсивно представлены ионные линии. Поэтому для атомных спектров исторически сложилось название дуговых спектров в противоположность искровым, излучаемым более горячей плазмой искрового разряда, где присутствуют яркие линии ионов. Линии дугового разряда уширены за счет влияния столкновений и межмолекулярных полей в разряде. Доплеровское уширение играет в плазме дуги, как правило, незначительную роль. Ширина [c.265]

Из этого выражения следует а) чем выше температура среды, ГСМ больше средняя скорость теплового движения атомов и поэтому тем больше доплеровское уширение б) для легких атомов доплеровское уширение более значительно. [c.15]

Метод доплеровского уширения, основанный на измерении распределения энергии аннигиляционных фотонов с применением эффекта Доплера. Вследствие эффекта Доплера с увеличением скорости аннигилирующей пары распределение энергий аннигиляционных фотонов становится шире. С помощью этого метода оценивается также распределение момента аннигилирующей пары. [c.305]

Сечение этого процесса непосредственно определяется вкладами яК-резонансов, правда, за исключением небольших систематических отклонений. В частности, по сравнению с суммой пион-нуклонных сечений яЫ-резонансные структуры везде уширены с малым, но систематическим уменьшением сечения. Первый эффект можно приписать доплеровскому уширению из-за движения нуклонов в дейтроне, в то время как второй эффект — затенению нуклонов друг другом, т.е. поправке на двойное рассеяние. Оба [c.116]

Если положить in ф =sin i(5 = 0,l, то доплеровское уширение не будет превышать 1/10 уширения, соответствующего температуре печи. [c.274]

В центре каждого из них. Таким образом, этот метод позволяет легко разрешить тонкую структуру линии, скрытую доплеровским уширением (рис. 15.6). [c.382]

Доплеровское уширение. При движении источника излучения к наблюдателю (приемнику излучения) частота излучения увеличивается, при движении от наблюдателя — уменьшается. Этот эффект известен как эффект Доплера. Излучающие или поглощающие частшда вследствие наличия у них тепловой энергии совершают хаотические движения во всех направлениях относительно приемника излучения. Это приводит к упш-рению спектральных линий, прямо пропорциональному Vt, где Т — абсолютная температура объекта. При комнатной температуре величина доплеровского уширения составляет порядка -10 нм. [c.205]

Наблюдалось также резонансное рассеяние при поглощении света возбужденными атомами гелия, находящимися на метастабильных уровнях. Перестраиваемый лазер позволил проводить измерения на ряде линий, причем по штарковскому уширению линии 4471 А (4 Д — 2р Р), полуширина которой (исправленная на доплеровское уширение) составляла 0,04 А, была определена электронная концентрация сж" [15.20]. [c.382]

Доплеровское уширение всегда больше величины энергии отдачи для оптического излучения, и в этом случае резонанс всегда наблюдается, в то время как для у-лучей это условие [c.111]

Можно показать, что естественная ширина линии в максимуме атомно-абсорбционного или атомно-эмиссионного спектра составляет около 10 нм. Однако два фактора вызывают кажущееся уширение линии до 0,002—0,005 нм. Доплеровское уширение возникает вследствие быстрого движения поглощаемых или испускаемых частиц относительно детектора. При отклонении таких движущихся атомов от детектора длина волны возрастает как результат хорошо известного эффекта Доплера испускается или поглощается излучение в несколько более длинноволновой области. Обратное явление наблюдается для атомов, приближающихся к детектору. Уширение линий может быть вызвано также увеличением давления. В этом случае столкновения атомов вызывают небольшие изменения в энергетических уровнях основного состояния, что приводит к уширению максимумов. Отметим, что влияние обоих факторов возрастает при повышении температуры. Таким образом, при повышенной температуре наблюдаются более широкие максимумы. [c.174]

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. На общем контуре [c.147]

Для комбинационного рассеяния, особенно при использовании лазерных источников с направленным монохроматическим возбуждающим излучением, выражение (312) непригодно. В более детальном расчете, в котором устанавливается угловая зависимость доплеровского уширения, рассеяние рассматривается как неупругое соударение двух тел. Пусть vo — частота возбуждающего излучения, а vs —частота рассеянного излучения. Далее пусть v и v — скорости молекул массы m до и после соударения соответственно. В плоскости осей координат л и г/, определяющих плоскость рассеяния, получим следующие соотношения, описывающие процесс рассеяния [c.330]

Минимизация влияния доплеровского уширения [c.174]

Ясно, что для рассеяния в направлении падающего излучения (0=0) доплеровское уширение линии будет минимально. Этот факт может оказаться благоприятным в спектроскопии КР [c.331]

Кроме уширения линий в спектре КР за счет давления, флуктуации плотности газа при любом давлении будут также изменять ширину релеевской линии. По-видимому, при низком давлении газа релеевская линия подвержена просто доплеровскому уширению в соответствии с выражением (321), в частности, это было показано для аргона и водорода при атмосферном давлении [320]. При более высоких давлениях, однако, наблюдается обычное бриллюэновское рассеяние [326, 327], а также стимулированное бриллюэновское рассеяние [328, 330]. Объяснение эффекта Бриллюэна в газах следует искать в жидкостной модели газа. Бриллюэновское рассеяние наблюдается тогда, когда средний пробег молекул в газе меньше длины упругой термической волны для данного угла рассеяния [331]. К таким условиям сжатие газов приводит при данной температуре, но само по себе оно не оказывает влияния. Так, обычное бриллюэновское рассеяние в Аг, Хе, N2, СО2 и СН4 наблюдалось при комнатной температуре и атмосферном давлении [332]. Изменение направления наблюдения рассеянного излучения от направления возбуждающего излучения (рассеяние вперед ) до противоположного направления (рассеяния назад ) позволило оценить влияние на спектр типа флуктуаций, от гидродинамического до кинетического характера. Самый малый бриллюэновский сдвиг наблюдался для ксенона при угле рассеяния 10,6°, температуре 25,2 °С и давлении 795 мм рт. ст. и составлял 0,0016 см [332]. Эффект бриллюэнов-ского рассеяния рассматривался также с позиций кинетической теории газов [333]. [c.333]

Суммарный доплеровский сдвиг, наблюдаемый и в контурах испускания, и в контурах поглощения линий, испускаемых импульсными лампами с полым катодом [23], может присутствовать в излучении импульсных атомизаторов. Доплеровский уширенный контур описывается функцией Гаусса, если атомы имеют максвелловское расиределение скоростей, как, например, в случае термодинамического равновесия. Функция Гаусса имеет вид [c.142]

Плазма тлеющего разряда внутри катода имеет температуру около 800 К- Благодаря относительно малому давлению и низкой температуре лоренцевское и доплеровское уширение линий испускания в лампе с полым катодом существенно меньше (на 2 порядка), чем в применяемых атомизаторах, например в пламени. Поэтому лампы с полым катодом удовлетворяют требованиям, предъявляемым к источникам в атомно-абсорбционном анализе, т. е. линии в спектре испускания являются очень узкими. Эффективность работы лампы с полым катодом зависит от ее конструкции и напряжения, которое подводится к электродам. Высокие напряжения и соответственно высокие значения тока приводят к увеличению интенсивности свечения. Однако это преимущество часто приводит к увеличению эффекта Доплера для линии испускания атома металла. Более того, кинетическая энергия иона инертного газа, бомбардирующего внутренние стенки полого катода, зависит от массы иона, напряжения на электродах лампы и числа соударений в единицу времени, которые происходят по мере движения иона инертного газа к катоду. Чем выше значение тока, тем больше относительное число невозбужденных атомов в облаке, вырванном в результате бомбардировки стенок полого катода ионами инертного газа. Невозбужденные атомы материала катода способны поглощать излучение, испускаемое возбужденными атомами. В результате наблюдается самоноглощение, которое уменьшает интенсивность в центре линии испускания лампы. [c.144]

Переходя к твердому состоянию, мы в значительной степени уменьшаем ширину резонансных линий по сравнению с тем, что показано на рис. 15.1. В твердом состоянии доплеровское уширение становится пренебрежимо малым и имеет величину около 10эВ для у-квантов с энергией 100 кэВ и излучателей с массовым числом 100. Полная ширина линии на ее полувысоте дается с помощью принципа неопределенности Гейзенберга как А =/г/т = 4,5610 10 = 4,6710 эВ, или 0,097 мм/с (для Ре). Ширина линии—величина бесконечно малого порядка по сравнению с энергией источника 1,410 эВ. Времена жизни возбужденных состояний мессбауэровских ядер лежат в интервале от 10 до 10" ° с, что ведет к ширине линий большинства ядер от 10 до 10 эВ. Этот вопрос обсуждается в работах [1—5], в которых более подробно рассматривается МБ-спектроскопия. [c.287]

Теоретическое разрешение, возможное в экспфименте УФС, где определяются энергии связывания валентных электронов, обсуждалось Тернером [31]. Напомним, что измерения проводятся в газовой фазе. Разрешение в спектре УФС ограничивается скоростью движения молекулы-мишени в сочетании со скоростью движения фотоэлектрона (фактически это явление аналогично доплеровскому уширению) величиной эВ. Если вместо камеры, заполненной газообразным веществом, использовать пучок молекул-мишеней, то можно достичь разрешения 10 эВ. В случае пучка распределение молекулярных скоростей относительно источника более однородно. Вклад в ширину спектральных линий УФС за счет времени жизни возбужденного состояния [c.334]

Броуновское движение приводит к тому, что частицы дисперсной фазы в любой. момент времени обладают скоростями, лежащими в некотором интервале. Вследствие этого частота рассеянного излучения уже не будет совпадать с частотой падающего. Это явление известно как эффект Доплера. Согласно эффекту Доплера частота излучения зависит от скорости источника. Возникает так называемое доплеровское уширение спектров. Уширение спектральной линии может быть измерено с помощью спектрометров с высокой разрешающей способностью т иа ДФС-12. Анализ доилеровского уширения дает возможность определения <оэффициента диффузии частиц, а по нему и их размеров. Этот метод обладает достаточно хорошей точностью. [c.95]

Доплера эффект (принцип, сдвиг) Изменение (кажущееся) частоты колебаний или длины волны (напр,, звука или света), воспринимаемое наблюдателем при движении источника колебаний и наблюдателя относит, друг друга. Звук от прибижающегося источника ввиду изменения частоты колебаний кажется наблюдателю более высоким или, наоборот, более низким при удалении от него. Д.э. применяется в р а -дио- и гидролокации для измерения скорости движущихся целей. В спектроскопии доплеровское уширение линий излучения атомов и ионов позволяет измерять их т-ры. Сдвиг линий в спектрах излучения удаленных галактик привели к гипотезе расширяющейся галактики. Назв. по им. австр. [c.74]

Среди лазеров на основе органических соединений с оптической накачкой наиболее глубоко изучены лазеры на электронных переходах в сложных органических молекулах. В результате техника ЛОС достигла весьма высокого уровня развития, необходимого при использовании таких сложных устройств, как лазеры, а ценные свойства ЛОС обеспечили им очень широкий круг применений в различных физико-химических исследованиях. Применение ЛОС прежде всего в спектроскопии, фотохимии, в исследованиях селективного воздействия лазерным излучением на вещество привело к возникновению или существенному развитию принципиально новых методов исследования, таких как двухфотонная спектроскопия, свободная от доплеровского уширения, многофотонная резонансная ионизационная спектроскопия, спектроскопия когерентного антистоксова комбинационного рассеяния, внутрире-зонаторная абсорбционная спектроскопия и др. Рассмотрению [c.197]

Самопоглощенне. Типичным примером спектральных помех в АЭС может служить самопоглощенне — явление, которое в той или иной мере наблюдается в любых эмиссионных методах анализа. Сущность его состоит в том, что часть излучения возбужденных атомов может поглотиться невозбужденными атомами того же элемента, находящимися в периферийной части атомизатора. В результате регистрируемая интенсивность уменьшится. Поскольку в периферийной части атомизатора температура обычно значительно ниже, чем в центральной, то в силу меньшего доплеровского уширения (см. разд. 11.2) ширина атомной линии поглощения в этом случае меньше, чем ширина линии испускания. Поэтому наиболее интенсивно будет поглощаться часть излучения вблизи максимума линии. Это может привести к самообраще-нию линии испускания — ее кажущемуся расщеплению на две линии (рис. 11.19). [c.232]

Учет движения нуклонов важен в области лN-peзoнaн oв. Вводя связь (4.7) в амплитуды (4.6), находим, что резонансные структуры систематически размазываются по интервалу энергий, обычно составляющих 5% от энергии первичного пиона. Эффект в полном сечении виден на рис. 4.2. Доплеровское уширение обладает тем свойством, что сечение, проинтегрированное по энергии в области каждого отдельного резонанса, остается неизменным. [c.118]

Если считать, что столкновительная полуширина Av t линий во вращательном спектре молекулы фторметана зависит от / и /( уровней так же, как в случае хлорметана [8], то для Av t нужной линии при давлении газа в 133 Па (1 Тор) можно принять Av T 40 МГц (ее доплеровское уширение значительно меньше, 1,3 МГц, и им можно пренебречь). Тогда по формуле (6) получаем для сечения вынужденного испускания большое значение [c.172]

Линии не имеют сверхтонкой и изотопической структуры, а доплеровское уширение их сравнительно невелико, поэтому они выбраны в качестве основной нормали. Сейчас обсуждается также возможность применения в качестве эталона ддины одной из линий, излучаемых газовым лазером. [c.279]

Случай возникновения узкого резонанса на фоне широкого допперовско-го контура поглощения рассмотрим на простом примере, связанном с взаимодействием двух волн, одна из которых сильная и производит насыщение, а вторая — слабая [15.15,15.16]. Доплеровское уширение неоднородно. Это означает, что каждый атом (или молекула) испускает линию, форма которой отличается от формы линии излучения всего ансамбля. Различие связано с доп-леровским смещением частоты излучения (поглощения) каждой отдельной частицы. Центр линии излучения (поглощения) каждой частицы зависит от ее скорости V. [c.381]

Другая важная проблема — получение достаточно высокой изотопической селективности возбуждения на первой ступени в тех случаях, когда изотопический сдвиг мал по сравнению с шириной спектроскопической линии. Типичными примерами являются изотопы К, Са, Зг и другие, особенно при получении малораспространённых изотопов ( К, Са и т.п.). Здесь также найдены эффективные методы. Во-первых, можно использовать метод двухфотонного изотопически-селективного возбуждения в поле двух встречных бегущих световых волн с близкими частотами [28]. Это позволяет исключить доплеровское уширение спектральных линий в тех случаях, когда оно превышает изотопический сдвиг и ограничивает изотопическую селективность возбуждения. Во-вторых, можно ускорить ионы в электрическом поле, так что различные изотопы приобретают разную скорость, и тем самым можно создать кинематический изотопический сдвиг спектральных линий и использовать его для селективного возбуждения изотопов даже при отсутствии изотопического сдвига в атомных спектрах [29]. Этот достаточно изощрённый метод, разумеется, целесообразно применять только при разделении крайне редких изотопов. На рис. 8.1.3 в качестве иллюстрации приведены результаты экспериментов по двухступенчатой изотопически-селективной ионизации ускоренных атомов К через ридберговские состояния. [c.364]

Однако для получения весовых количеств целевого изотопа необходимы установки с токами в миллион раз большими — десятки миллиампер. Такие установки требуют создания более производительного широкоапертурного испарения и мощных лазеров. К сожалению, в этом случае доплеровское уширение спектральных линий поглощения, а также нерезонансное поглощение излучения, равно как и другие деселектирующие процессы, существенно снижают селективность процесса фотоионизации. [c.378]

Благодаря тепловому движению атомов в источнике и погло-гителе у-квантов происходит увеличение, так называемое допле-ровское уширение, ширины уровня Г. Если атомы движутся со скоростями, имеющими распределение по Максвеллу, то среднее доплеровское уширение О ширины Г у-спектра равно [c.111]

Эту проблему разрешают, используя источник излучения, испускающий линию с длиной волны, пригодной для абсорбционного анализа. Так, если для определения натрия выбрана линия поглощения при 589,6 нм, источником может служить натриевая лампЁ. В такой лампе атомы натрия в газообразном состоянии возбуждаются электрическим разрядом возбужденные атомы, возвращаясь на более низкие энергетические уровни, испускают характеристическое излучение. Испускаемая линия имеет ту же длину волны, что и резонансная абсорбционная линия. Однака линии, испускаемые источником, сконструированным соответствующим образом (с более низкой рабочей температурой по сравнению с пламенем, чтобы свести к минимуму доплеровское уширение), значительно уже, чем абсорбционные линии. Следовательно, для абсорбционных измерений необходимо лишь, чтобы монохроматор мог выделять подходящую эмиссионную линию (смч. [c.176]

Используем сначала кинетический подход для определения спектрального контура коэффициента поглощения групп атомов, имеющих одну и ту же доплеровскую (осевую) скорость относнтельно хорошо коллимированного (параллельного) монохроматического лазерного пучка. В результате мы увидим, что спектральный контур представляет собой лоренцевскую функцию, полущприна которой возрастает, а величина пика и интеграл по длинам волн уменьшаются при увеличении плотности падающего излучения. Если теперь рассматривать влияние доплеровского уширения, то установлено, что в этом случае оно значительно сложнее, чем в случае падающего излучения малой плотности. В частности, теперь нужно учитывать столкновения, приводящие к изменению доплеровской скорости возбужденного атома без его дезактивации. Затем обсу-ди.м двухлучевой метод, называемый спектроскопией насыщения, с помощью которого можно улучшить разрешение по длине волны путем снижения влияния доплеровского уширения. [c.162]

Доплеровское уширение в случаях высокой плотности падаюшего излучения [c.168]

Доплеровское уширение существенно во всех обычно используемых в атомной абсорбции атомизаторах, но его влияние на контур коэффициента поглощения ие всегда приводит к функции Фойгта, описывающей контур при равновесных условиях с низкой плотностью падающего излучения. Доля возбужденных атомов будет больше в подмножестве доплеров-ских скоростей с длиной волны Яо, расположенной ближе к длине волны лазерного пучка X, чем в подмножестве доплеров-ских скоростей, у которого длина волны удалена от длины волны лазерного пучка. По формуле (37) можно найти коэффициент поглощения каждого подмножества, за исключением тех случаев, когда столкновения изменяют скорость возбужденного атома, вызывая его перескок из одного доплеровского подмножества в другое. Если возбужденный атом не тушится (не переводится на нижний уровень со снятием возбуждения) столкновением, то такое столкновение дает дополнительный механизм, увеличивающий долю возбужденных атомов в подмножествах доплеровских скоростей с резонансными длинами волн, которые не всегда близки к длине волны лазера. Доля возбужденных атомов в далеко отодвинутом подмножестве доплеровских скоростей становится больше, чем без таких меняющих скорость столкновений, и тогда коэффицнент поглощения, предсказываемый формулой (37), для этого подмножества становится слишком большим. [c.168]

Влияние доплеровского уширения на контур линии поглощения можно минимизировать или в значительной степени устранить методом двух пучков, в котором первоначально возбуждаются только атомы, находящиеся в определенном подмножестве доплеровской скорости [17, 18, 59—61]. Этот метод, применявшийся для разрешения сверхтонких компонент атомных линий, в частности, полезен при улучшении разрешения по длине волны в атомизаторах низкого давления типа разряда в полом катоде, так как доплеровское уширение является основным источником уширения линии при низком давлении. В данном методе, иногда называемом спектроскопией насыщения , используется сильный монохроматический пучок для попеременного насыщения атомной населенности в конкретном подмножестве доплеровских скоростей. Для определения изменений коэффициента поглощения среды, вызванных сильным переменным пучком, измеряют поглощение в слабом монохроматическом зондирующем пучке. Конечно, амплитуда изменения коэффициента поглощения пропорциональна концентрации в оптически тонкой среде. Мы примем, что столкновения, вызывающие изменение скоростей возбужденных атомов, а значит, и их перескоки из одного подмножества доплеровских скоростей в другое отсутствуют. Такие столкновения, уширяющие наблюдаемый контур спектральной линии, будут рассмотрены иозже. [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология