Штарка уширение

Рост интенсивности сопровождается увеличением ширины спектральной линии. Ширина спектральной линии определяется также рядом факторов — естественное уширение допплеровское уширение, связанное с учетом движения атома уширение вследствие влияния электрического поля (эффект Штарка) и вследствие влияния магнитного поля (эффект Зеемана). На ширину линии влияет концентрация атомов на нижнем уровне и характеристика прибора (аппаратурная ширина). [c.11]

В условиях, когда имеют место столкновения с другими атомами или заряженными частицами, х может уменьшиться, если интервал между двумя столкновениями сравним с т или меньше его. Так как взаимодействие между сталкивающимися частицами сводится к взаимодействию электрических полей, то обусловленное этими полями уширение спектральных линий может быть сведено к явлению Штарка в неоднородном и нестационарном электрическом поле. В этих условиях можно наблюдать не только уширение, но и смещение спектральных линий. [c.262]

Проверьте утверждение, что выражение [1—ехр(—Р ,Х)] пренебрежимо мало при со > б/ для всех линий, уширенных за счет штарк-эффекта, кроме линий серии Лаймана. [c.393]

Так же как и при рассмотрении уширения водородных линий, ниже мы ограничимся дипольным приближением и предположим вначале, что возмуш,ением одного из уровней можно пренебречь (при квадратичном штарк-эффекте это предположение в большинстве случаев выполняется). [c.539]

В электрическом или магнитном поле энергетические уровни атома расщепляются на ряд подуровней. Это явление известно как эффект Штарка (расщепление в электрическом поле) или эффект Зеемана (расщепление в магнитном поле). Поле, обусловленное заряженными частицами в плазме, оказывается достаточным, чтобы вызвать уширение спектральных линий, которое доступно наблюдению на обычных приборах. [c.18]

Штарковское и зеемановское уширения. Если излучающий атом находится в электрическом или магнитном поле, то его энергетические уровни расщепляются на ряд подуровней. Получающееся вследствие этого расщепление и смещение спектральных линий определяется значением электрического (эффект Штарка) или магнитного (эффект Зеемана) поля, а также электронной конфигурацией излучающего атома (исходного и конечного состояний). [c.26]

А уже не является линией. Он представляет собой широкую полосу, обусловленную сильным уширением давлением. Эффект Штарка приводит к расщеплению максимума на два пика (рис. 2-13). [c.95]

Линейный и квадратичный штарк-эффект для линий Не рассмотрен в работах [160—163]. Сводка результатов есть в [5]. Как видно из табл. 10, измеренные [148, 158, 164] уширения удовлетворительно согласуются с вычисленными. В большинстве случаев теория [5, 483] дает завышенные значения уширения и сдвига. Измерения, проведенные недавно в работе [484], показали, что при IQi см наблюдается удовлетворительное согласие с расчетами для линии Х—3889 A и расхождение в десятки [c.187]

Для его осуществления необходимо, чтобы уширение за счет эффекта Доплера преобладало над уширением за счет столкновений частиц и эффекта Штарка. Поэтому область применимости ограничена в основном низкими давлениями (давление тем выше, чем выше температура газа) и малыми концентрациями электронов. (- е < 10 см ). Для исключения эффекта Штарка при более высоких концентрациях электронов используют излучение при пе- [c.44]

Уравнения (4.66) — (4.68) для энергии взаимодействия справедливы и в классической и в квантовой механике. Различие состоит лишь в расчете моментов (г и 0, причем эти моменты могут быть вычислены только квантовомеханическими методами, тогда как с помощью классической механики этого сделать нельзя. Другими словами, плотность заряда р должна быть найдена с помощью квантовомеханических расчетов. Практически такие расчеты трудно выполнить с желаемой точностью, поэтому предпочтение отдается экспериментальному определению моментов. Дипольный момент можно определить по диэлектрическим свойствам или, например, по эффекту Штарка в микроволновом спектре. Молекулярным дипольным моментам посвящена обширная литература компактный обзор по этому вопросу приведен в работе Уэтерли и Уильямса [57]. Определить экспериментально квадрупольный момент гораздо сложнее. Для этого используются такие обусловленные давлением эффекты, как уширение микроволнового спектра и поглощение в инфракрасной части спектра. Обзор всех этих методов приводится в работе Букингема [55]. Около половины известных в настоящее время [c.196]

Другие футадаментальные типы уширения, включающие эффекты Штарка и Зее. аана, еще менее значительны в большинстве спектроскопических методов. В сумме эти эффекты приводят к уширению линий в атомной спектроскопии на уровне тысячных долей нанометра. [c.205]

Атомные спектральные линии, измеренные специальным спектральным прибором с высокой дисперсией, обычно шире предсказываемых квантовой механикой. Это уширение возникает в силу ряда причин, наиболее существенными из которых являются допплеровское и штарковское уширения. Допплеровское уширение возникает в связи с тем, что наблюдаемые атомы находятся в постоянном движении. Те атомы, которые движутся к точке наблюдения, испускают излучение более высокой частоты, чем те, которые удаляются. Значительн ое число атомов, испускающих излучение, движется беспорядочно и в результате создает более широкий профиль спектральной линии, имеющий форму кривой Гаусса. Уширение Штарка связано с взаимодействием излучающих атомов с электрическим полем. Электрическое поле вызывает расщепление энергетических уровней каждого атома. Неоднородное поле пламе- [c.717]

Причинами уширения спектра генерируемого излучения как в суперлюминесцентных лазерах, так и в лазерах с резонаторами могут быть играющие важную роль в формировании спектра излучения ДИК-лазера динамический эффект Штарка, т. е. возмущение верхнего рабочего уровня электромагнитным полем излучения резонансной или околорезонансной накачки [И, 12], и двухфотонные эффекты, в известной мере аналогичные комбинационному рассеянию света [13—18]. Показано, в частности, что для получения узкой линии генерации в лазере на фторметане плотность мощности излучения резонансной накачки должна быть меньше 10 кВт/см , чтобы избежать уширения за счет динамического эффекта Штарка [И]. [c.173]

Для уширения под действием давления существенны прежде всего статистически распределенные микрополя ионов и электронов, воздействующие на атомные энергетические уровни, чувствительные к эффекту Штарка [17]. Для линий водорода наблюдается линейный эффект Штарка, что приводит к большому уширению линий серии Бальмера. Для линейного эффекта Штарка неравенство (21) приобретает вид [c.210]

Наблюдаемое вследствие эффекта Штарка в межмолекулярном поле источника уширение зависит от типа уровня. Высокие уровни, как правило, уширяются больше низко расположенных. Величина уширения растет с ростом давления газа и концентрации заряженных частиц. Если давление газа, в источнике порядка атмосферного, то основной вклад в ширину линий дает обычно штарковское уширение. При этом ширина линий в зависимости от их сериальной принадлежности, давления газа и концентрации электронов составляет от десятых долей до нескольких ангстрем. При давлениях в источнике более 10 атм или концентрации заряженных частиц более 10 см штарковская ширина иногда равна десяткам и даже сотням ангстрем. [c.262]

Естественное затухание и наиболее распространенные случаи штарков-ского уширения описываются контуром одинаковой формы. Его уравнение имеет вид [c.262]

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]

В последней (неопубликованной) работе Грима, Баранжера, Колба и Оертела расчеты штарковского уширения нейтральных линий гелия с квадратичным штарк-эффектом доведены до конца. Они позволяют измерять концентрации заряженных частиц по линиям гелия с такой же степенью точности, как и но линиям водорода. [c.7]

Уширение ионами. Теория Хольцмарка. Основной причиной уширения линий водородного спектра в плазме является линейный штарк-эффект в полях электронов и ионов. Рассмотрим сначала уширение ионами. Ион на расстоянии от атома создает расш.епление уровней пропорциональное/ ". Поэтому в выражении (36.5) для сдвига частоты осциллятора в данном случае надо положить /г = 2. [c.500]

Последовательная теория уширения линий водородного спектра электронами должна учитывать два момента неадиабатичность возмущ.ения и неприменимость бинарного приближения к возмущению, пропорциональному / . Поскольку в данном случае расщепление уровней симметрично (линейный штарк-эффект), результаты очень сильно зависят от того, насколько корректно учитывается неадиабатичность возмущения. Это видно из следующего рассуждения. Если вести все рассмотрение в системе координат с осью г, направленной на возмущающий электрон, и пренебречь переходами между различными штарковскими подуровнями (это приближение мы будем называть адиабатическим приближением во вращающейся системе координат), то форма линии будет определяться наложением штарковских компонент, уширенных в соответствии с формулами (36.34), (36.35). Для плазмы существуют два характерных линейных размера, которые в принципе могли бы войти в качестве параметра обрезания [c.508]

Учет неоднородности поля. Для неводородоподобного уровня поправка первого приближения теории возмущений, обусловленная дипольным взаимодействием V, равна нулю. Поправка второго порядка от V (квадратичный штарк-эффект) пропорциональна в то время как квадрупольное расщепление пропорционально (см. 28). Вследствие этого квадрупольное расщепление в неоднородном поле может играть основную роль в уширении линии. В качестве примера укажем на резонансную линию Са Я- = 4227А (переход 45 — s4p Pj). Квадрупольный штарк-эффект, обязанный неоднородности поля, играет решающую роль в уширении этой линии, приводя к ширине порядка 4 10" W (Л == =-/V ), тогда как у 4,4 10 W ). Характерной особенностью квадрупольного уширения является независимость от и, так как при /г = 3 Y = 2n JA/ [c.551]

Некоторые процессы лоренцевского уширения сопровождаются сдвигом по длине волны всего контура на величину б, имеющуюся в формуле (8). Он происходит в сторону более длинных волн, когда б — положительная величина. Приближенная теория Лнндхольма для адиабатических столкновений предсказывает не только лоренцевскую форму профиля, но и сдвиг по длине волны вследствие непрерывного изменения сил (приближенно пропорциональных 1/г "), действующих при столкновении между двумя частицами, отстоящими друг от друга на меняющееся расстояние г. И сдвиг, и ширина линии пропорциональны концентрации возмущающих частиц. Силы притяжения типа ваидерваальсовских (т = 6) вызывают красный сдвиг. Бемепбург [24] показал, что голубые сдвиги объясняются силами отталкивания (яг =12), которые действуют вместе с силами притяжения. Наблюдались и красный и голубой сдвиги. Взаимодействие атомов с другими атомами того же элемента вызывает резонансное уширение (т = 3). Взаимодействие с заряженными частицами, папример электронами, вызывает уширение Штарка. Линейный эффект Штарка, обусловленный прямым кулоновским взаимодействием (т = 2), обычно важен только для линий водорода п некоторых линий гелия. Квадратичный эффект Штарка (т = 4) возникает в результате появления диполя, индуцированного в поглощающем атоме приближающимся заряженным партнером по столкновению. [c.144]

Метод пересечения уровней применим для вырожденных подуровней Зеемана илн Штарка, которые расщепляются внешним магнитным или электрическим полем (пересечение уровней в нулевом поле или эффект Ханле [207]), либо для близко расположенных уровней сверхтонкой структуры, которые по-разному сдвигаются внешним полем (рис. 5.15) и, следовател но, могут пересекаться прн определенных значениях по (пересечение уровней в сильном поле) [208]. Наблюдение пг ляризации флуоресценции в выбранном направлении как фун ции внешнего поля дает сигнал пересечения уровней в обль сти значений поля, при которо.м происходит пересечение урог ней. Полуширина этого сигнала соответствует сумме естествен ных ширин уровней. Поскольку ширина линии, свободная от доплеровского уширения, получается при широкополосном возбуждении, в качестве источников накачки пригодны многомодовые лазеры. [c.298]

Значительно лучше в этом отношении источники, работающие при низком давлении и небольших плотностях тока. При анализе изотопного состава газов чаще всего применяются такие же высокочастотные разрядные трубки, которые применяются для спектрального анализа газовых смесей. При небольших плотностях тока и давлении газа около 1 мм рт. ст. ширина линий определяется чаще всего только доилеровским уширением, хотя для некоторых линий, например для линий бальмеровской серии водорода, уширение в основном связано с эффектом Штарка. [c.262]

Штарка. Фактическое расщепление может быть недостаточным для прямого наблюдения, но общий эффект симметричного уширения по порядку величины сравним с допплеровским или ударным уширением. Штарковское расщепление возникает такн е под влиянием межатомного поля атомов или молекул, обладаюищх квадрупольным моментом, и в некотором смысле явление уширения спектров испускания и поглощения при столкновениях может быть классифицировано как явление Штарка второго порядка . Для большинства систем в газовой фазе, поглощение которых обусловлено атомами, эффектом Штарка можно пренебречь. Он важен, однако, для уширения линии источников света, таких, как дуга, искра и разряды при высоких температурах. [c.51]

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]

Рис. 1. Области преобладания различных видов уширения по [6] п [65] а — линейный штарк-эффект, С2=10, ат. в. = 1 б — квадратичный штарк-эффект, 04=10- , ат. в. = 1 в — квадратичный штарк-эффект, С4=10- , ат. в. = 50. Ниже штриховой линии преобладает доп-плер-эффект, выше — уширение за счет взаимодействия частиц. Сплошные линии разделяют области, в которых справедливы различные теории I — ударная теория для ионов и электронов II — статистическая теория для ионов и ударная теория для электронов III — статистическая теория для ионов и электронов

Измерение концентрации электронов. Уширение линий, вызванное линейным штарк-эффектом, дает возможность осуществить один из наиболее удобных и точных в настоящее время методов измерения концентрации электронов. Теория уширения линий водорода в плазме, с присущим им линейным штарк-эффектом, развитая Гримом, Колбом и Шеном [2, 64—69] с учетом и-ударного электронного уширения, в большинстве случаев хорошо подтверждается экспериментально. Наилучшее согласие теории и эксперимента наблюдается для линии серии Бальмера. Для нее можно непосредственно пользоваться теоретической зависимостью полуширины линии от концентрации электронов (рис. 4). [c.400]

Методы измерения концентрации свободных электронов в плазме более многочисленны и разнообразны, чем методы измерения концентраций частиц в основном состоянии. Прежде всего необходимо назвать метод, основанный на измерении уширения водородных линий. Уширение водородных линий в плазме обусловлено линейным штарк-эффектом в микрополях заряженных частиц. Теория уширения водородных линий развита в работах Грима. Наиболее точным способом определения концентрации электронов по уширению водородных линий является сравнение экспериментально полученного контура с набором теоретических [407]. С несколько меньшей точностью можно пользоваться зависимостью концентрации электронов от полуширииы линии. Например, для линии Нр [c.290]

Исходя из теории Инглиса — Теллера (Р128), объясняющей уширение линий результатом штарк-эффекта, он написал равенство [c.19]

Если уширение линий происходит не за счет штарк-эффекта, а за счет других причин, эти значения определяют верхнюю границу электронной плотности. Электронное давление в звездных атмосферах изучалось Мичайка (ВУ18), Гюнтером (ВУ20) и др. [c.19]

Прежде всего необходимо назвать метод, основанный на измерении уширения водородных линий. Уширение водородных линий в плазме обусловлено линейным штарк-эффектом в микрополях заряженных частиц. Теория уширения водородных линий развита в работах Грима [81]. Наиболее точным способом определения концентрации электронов по уширению водородных линий является сравнение экспериментально полученного контура с набором теоретических [97]. С несколько меньшей точностью можно пользоваться зависимостью концентрации электронов от полуширины линии. Например, для линии [97] [c.31]