4.2光谱线的轮廓和放宽光源原理与设计—气体放电的基本原理一.光谱线的轮廓光强度在一定波长区内都有分布的现象，称光
谱线的放宽。其分布的形状就称为谱线的轮廓。IλcIλmaxλ0△λhIλλ光源原理与设计—气体放电的基本原理P
rof.λ总强度It=∫Iλdλ1.产生放宽的机理a)辐射原子自身原因：自然宽度，多普勒效应b)外界原因：压力放宽2.
光谱线轮廓的类型光源原理与设计—气体放电的基本原理a)定义Prof.λ=IλItIλ∫IλdλIλ=ItPro
f.λ∫Iλdλ=∫ItProf.λdλ=It∫Prof.λdλ=It∫Prof.λdλ=1→“归一化”性质=
光源原理与设计—气体放电的基本原理以频率ν表示Prof.ν=cν2Prof.λ以ω表示Prof.ω=12πP
rof.ν光源原理与设计—气体放电的基本原理b)色散型(洛仑兹力)轮廓Prof.ω=γ2π1(ω-ω0)+
()γ2c)高斯型轮廓Prof.ω=()exp[-
]4Ln2πγ4Ln2(ω-ω0)222γ2221光源原理与设计—气体放电的基本原
理二.谱线的自然宽度t→t+dtdnn=-AnmnndtNn(t)=nn0e-Anmt=nnoe-t/τn
Τnm为跃迁的时间常数，是Anm的倒数光源原理与设计—气体放电的基本原理初始条件：t=0n|t=0=nn0海森伯(
Heisenberg)测不准原理△E△τnm=h/2π=h1.定义：激发态原子寿命的不确定性引起能量的不确定性，由此造
成的谱线放宽称自然宽度。2.轮廓类型→色散型光源原理与设计—气体放电的基本原理三.谱线的多普勒放宽1.定义：多普勒放宽静
止：运动：ν0=cλ0ν=c+vxλ0=cλ0+vxλ0=ν0+ν0v
xcν-ν0ν0=vxc=△νν02.轮廓类型→Gausstype光源原理与设计—气体放电的
基本原理观察者VVxθ四.谱线的压力放宽1.定义：受激原子受其它粒子的碰撞作用，使辐射状态受干扰而产生的谱线放
宽称压力放宽。a)共振放宽：同种原子对激发态原子的干扰b)范德瓦尔斯放宽：不同种类原子对激发态原子的干扰c
)斯塔克放宽：带电粒子对激发态原子的干扰光源原理与设计—气体放电的基本原理2.轮廓的类型→色散型a)Lorentz理论：干
扰下停止辐射b)Lentz-Weisskof理论：干扰时辐射的频率发生变化c)Lindholm理论：干扰时相位产生位移
光源原理与设计—气体放电的基本原理Reference:1.W.Newman:SpectrosopicMethods
ofPlasmaDiagnostics2.统计物理学导论3.原子光谱学和激发光谱学光源原理与设计—气体放电的基本原理 |
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