«Ширина спектральных линий»

интервал частот v (или длин волн λ= c/ν, с — скорость света), характеризующий спектральные линии в спектрах оптических (См. Спектры оптические) атомов, молекул и др. квантовых систем. Каждому излучательному квантовому переходу (См. Квантовые переходы) между дискретными уровнями энергии E_k и E_i соответствует некоторый интервал Δν_ki частот, близких к частоте перехода —Планка постоянная). Значение Δν_ki определяет Ш. с. л. ― степень немонохроматичности данной спектральной линии. Контур спектральной линии φ(ν) [зависимость интенсивности испускания (поглощения) от частоты] обычно имеет максимум при частоте перехода ν_ki или вблизи неё (см. рис.); за Ш. с. л. принимают разность частот, которым соответствует уменьшение интенсивности вдвое (её называют иногда полушириной спектральной линии). Если не учитывать Доплера эффект, Ш. с. л. Δν_ki определяется суммой ширин уровней (См. Ширина уровня) энергии E_k и E_{i ki} тем больше, чем меньше времена жизни τ_k и τ_i. Радиационная (естественная) Ш. с. л.соответственно равна: (Δν_ki) _рад =(A_k+ A_i)/2π (где A_kиA_i— полные вероятности спонтанных переходов с уровней E_k и E_i на все нижележащие уровни); она очень мала и обычно Ш. с. л. для атомов и молекул определяется в основном уширением их уровней энергии при взаимодействии с окружающими частицами (в газе и плазме — при столкновениях), а также уширением спектральных линий вследствие эффекта Доплера. В зависимости от типа уширения получается симметричный или асимметричный контур спектральных линий (на рис. показан симметричный, т. н. дисперсионный, контур, характерный для радиационного уширения).

Лит.: Гайтлер В., Квантовая теория излучения, пер. с англ., М., 1956; Собельман И. И., Введение в теорию атомных спектров, 2 изд., М., 1977.

М. А. Ельяшевич.

Симметричный контур спектральной линии. Частоте ν_ki соответствует максимальная интенсивность φ(ν) испускания; ∆ν_ki — ширина спектральной линии, равна интервалу между частотами, которые соответствуют интенсивности, вдвое меньшей максимальной.

ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ

интервал частот v (или длин волн l=c/v), характеризующий спектр. линии в спектрах оптических атомов, молекул и др. квант. систем. Каждому излучательному квантовому переходу между дискр. уровнями энергии?k н?i соответствует нек-рый интервал Dnki частот, близких к частоте перехода nki=(?k-?i)/h=(?k-?i)/2pћ. Значение Dnki определяет Ш. с. л.— степень немонохроматичности данной спектр. линии. Контур спектр. линии I(n) (зависимость интенсивности испускания или поглощения от частоты) обычно имеет максимум при частоте перехода nki или

Симметричный контур спектр. линии. Частоте nki соответствует макс. интенсивность I (n)ki испускания; Dnki — ширина спектр. линии. <вблизи неё (рис.); за Ш. с. л. принимают разность частот, к-рым соответствует уменьшение интенсивности по сравнению с максимальной вдвое (её наз. иногда полушириной спектр. линии).

Ш. с. л. Dnki без учёта Доплера эффекта определяется суммой ширин уровней энергии?k и?i:

Dnki=(D?k-D?i)/h»(1/tk+1/ti)/2p,

т. е. Dnki тем больше, чем меньше времена жизни tk, и ti квант. системы на уровнях k и i. Радиационная (естественная) Ш. с. л. (Dnki)рад=(Ak+Ai)/2p (где Ak и Ai — полные вероятности спонтанных переходов с уровней?k и?i на все нижележащие уровни), она очень мала и обычно Ш. с. л. для атомов и молекул определяется в осн. уширением их уровней энергии при вз-ствии с окружающими ч-цами (в газе и плазме — при столкновениях), а также уширением спектр. линий вследствие эффекта Доплера. В зависимости от типа уширения получается симметричный или асимметричный контур спектр. линий (на рисунке показан симметричный, т. н. дисперсионный, контур, характерный для радиац. уширения).