Уширение спектральных линий

крайней
мере вследствие спонтанного излучения
Определение энергии состояния должно проводиться

Неточность в определении энергии принципиально не может быть меньше

Спектральный диапазон, в котором заключены частоты перехода с одного
уровня на другой, называется спектральной шириной перехода

Спектральная ширина:

центральная частота перехода

коэффициент Эйнштейна для
спонтанного излучения

– жесткость, М – масса)
- постоянная затухания
Начальные условия

Решение для амплитуды

интенсивности

Нормированный лоренцевский профиль интенсивности

тип уширения называется естественным
или собственным уширением
Коэффициент Эйштейна пропорционален

Естественная ширина увеличивается с ростом частоты излучения

Столкновительное уширение

В газах проявляется при
соударениях атома с другими
атомами, молекулами, ионами,
электронами или стенками резервуара

В твердых телах
возникает за счет
взаимодействия атома
с фононами решетки

излучением, механизмом, ограничивающим время жизни
возбужденных состояний и, как следствие,

При столкновении частиц друг с другом они испытывают электрическое
взаимодействие, которое зависит от расстояния

В образующемся потенциальном поле этого взаимодействия
энергетические уровни сдвигаются, что приводит к соответствующему
изменению частоты перехода

Для столкновительного уширения, как и в случае спонтанного излучения,
нормированный профиль спектрального распределения определяется
лоренцевской функцией

Столкновительная ширина линии зависит от давления газа

времени между столкновениями:



~
~
~
столкновительная ширина линии
величина порядка размера частицы

средняя скорость теплового движения частиц

давление газа

Столкновительная ширина линии прямо пропорциональна давлению газа

Полная ширина линии

коэффициент столкновительного уширения линии,
определяемый свойствами самого вещества

возбужденном состоянии, излучает при
переходе сверху вниз линию с одной

При однородном уширении форма линии есть единая характеристика как
одного атома, так и всей их совокупности

Если в результате воздействия на всю совокупность атомов или молекул
происходит изменение формы линии, то оно происходит одинаковым
образом для всех атомов или молекул

в виде:
- вероятность спонтанного излучения в частотном диапазоне dω

Эффективное сечение поглощения

Доля поглощенной энергии