光譜學(xué)基礎(chǔ)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-06 04:30本頁(yè)面
【正文】 ???氣體中原子分子的速度遵循麥克斯韋－玻爾茲曼（ MaxwellBoltzmann）分布： ? ?21 22d2mkTmP e dkT?? ??????? ????ν 到 ν+dν 之間的光強(qiáng)與總光強(qiáng)之比 g（ ν ） dν 應(yīng)等于速度在 v到 v+dv之間的原子數(shù)與總原子數(shù)之比 Pvdv， 0dv c d ????? ????g d dP ?? ? ??（ ）歸一化的非均勻多普勒增寬線型函數(shù)： ? ?? ? 22 02012200 2BmckTDBcmgekT????????????? ????為一個(gè)高斯分布函數(shù)（ Gaussian function），常稱為多普勒線型。 多普勒線形的半高度全線寬（ FWHM）為： 077 . 1 6 1 0DTm?? ?? ? ?線寬與躍遷頻率成正比，不同躍遷波段的線寬是不同的。 ?Na原子躍遷譜線（即 ），在 300K溫度下的線寬為 1317MHz，比 10MHz左右的自然線寬大得多。 ?CO2分子在 10μm波段的紅外躍遷譜線線寬在 300K時(shí)為 56MHz，比可見光波段的譜線線寬要下降一個(gè)數(shù)量級(jí)以上 . 在微波波段作測(cè)量時(shí)，幾乎可以不考慮多普勒增寬。 在可見光或紫外光波段作測(cè)量時(shí)，光譜的分辨率主要是由多普勒線寬所限制。 高斯分布線型與洛倫茲線型的差異 三、壓力增寬 (pressure broadening)碰撞增寬 碰撞展寬具有復(fù)雜性，但各種理論都有一個(gè)共同的結(jié)論：原子碰撞結(jié)果的譜線輪廓基本上是洛侖茲型 的。 氣體分子間的碰撞或固體中電子散射聲子引起輻射電磁波的相位發(fā)生變化。稱為失相過(guò)程。 T2 T 彈性碰撞導(dǎo)致譜線的變寬： 若 T2τ ，則自然線寬可以忽略。 ? ?? ?2220211gTT?? ? ???? ?????? ??????半高全寬 22T??非彈性碰撞的觀點(diǎn)： 發(fā)射原子的能級(jí)因受外來(lái)原子的作用而發(fā)生移動(dòng)，發(fā)射的波列也就中斷了。原子激發(fā)態(tài)的壽命因碰撞縮短了，壽命縮短的結(jié)果是譜線的展寬。 01 2 Nu???? ? ?TkNp B0?四、渡越時(shí)間增寬 (transittime broadening) 假設(shè)激光束的寬度為 d，原子分子在垂直通過(guò)激光束時(shí)是在有限時(shí)間內(nèi)與之相互作用。 通過(guò)激光束的時(shí)間稱為渡越時(shí)間 τ=d/υ。 利用 Fourier變換可以給出由于渡越時(shí)間引起的譜線線型函數(shù)為： ? ? ? ?? ?200 202 si n 2g? ? ????? ? ?????laser d 原子分子 佛格脫（ Voigt）卷積線型函數(shù) 每個(gè)原子分子都有自然線寬，而這些自然線寬的中心位置又由于多普勒頻移的不同而不同，這樣 需要對(duì)不同速度群的原子分子的均勻增寬線型函數(shù)再作高斯分布的卷積。 五、譜線的線形 Voigt線型在數(shù)學(xué)上沒有顯式表達(dá)式，只能通過(guò)計(jì)算機(jī)作數(shù)值積分來(lái)求解。 39。g g g??記作
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