Спектральная линия
-
Спектральные линии
- Более слабая или сильная область в спектре
- Результат излучения или поглощения света в узком диапазоне частот
- Используются для идентификации атомов и молекул
-
Типы линейчатых спектров
- Взаимодействие между квантовой системой и фотоном
- Фотон поглощается, энергия переизлучается
- Линия может быть линией излучения или поглощения
-
Номенклатура спектральных линий
- Сильные линии имеют уникальные обозначения
- Обозначения включают длину волны и уровень ионизации
- Атомарный водород имеет обозначения в рамках серий
-
Расширение и сдвиг линии
- Линия проходит по спектральной полосе с ненулевой шириной
- Центр линии может быть смещен
- Причины расширения: местные и нелокальные условия
-
Местное расширение
- Естественное расширение: время жизни возбужденных состояний
- Тепловое доплеровское уширение: эффект Доплера
- Увеличение давления: влияние соседних частиц
-
Неоднородное уширение
- Локальные условия для излучающих частиц
- Используется для твердых тел и жидкостей
-
Нелокальные эффекты
- Увеличение непрозрачности: повторное поглощение излучения
- Линия расширяется из-за поглощения фотонов в центре линии
-
Реабсорбция и самовращение
- Реабсорбция вблизи центра линии может вызывать самовращение, при котором интенсивность в центре линии меньше, чем на крыльях.
- Этот процесс также называется самопоглощением.
-
Макроскопическое доплеровское уширение
- Излучение от движущегося источника подвержено доплеровскому сдвигу из-за конечной проекции скорости.
- Если разные части излучающего тела имеют разные скорости, результирующая линия расширяется пропорционально ширине распределения скоростей.
- Пример: излучение от вращающейся звезды расширяется из-за изменения скорости на противоположных сторонах.
-
Комбинированные эффекты
- Каждый механизм может действовать изолированно или в сочетании с другими.
- Наблюдаемый линейный профиль представляет собой свертку линейных профилей каждого механизма.
- Пример: комбинация теплового доплеровского уширения и ударного давления дает профиль Фойгта.
- Различные механизмы расширения ассортимента могут быть не независимыми, например, эффекты столкновения и доплеровские сдвиги могут согласованно сужать зону столкновения.
-
Спектральные линии химических элементов
- Спектральные линии могут быть в видимом, ультрафиолетовом, рентгеновском, инфракрасном и радиочастотном диапазонах.
- В видимом спектре линии появляются при длине волны около 400-700 нм.
- Примеры: серия Лаймана водорода, характеристические рентгеновские лучи, серия водорода Пашена, 21-сантиметровая линия.