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譜線強度

表示光譜線能量的物理量。由於原子的固有性質以及周圍物理環境對它的影響,任何發射譜線或吸收譜線都有一定的寬度與輪廓,即譜線強度分布在一定頻率範圍內(見譜線增寬)。

簡介

式(1)、(3)、(4)和(5)給出了發射譜線的絕對強度。可見,譜線強度正比於玻耳茲曼因子exp(-En/kT)和基態的布居數。因此,譜線強度隨En的增高而降低,這說明在一個譜線系內,譜線強度向線系限(見連續光譜)方向逐漸遞減。譜線強度與溫度的關係是,一方面由玻耳茲曼因子exp(-En/kT)決定了其隨溫度增高而增高,另一方面,由於譜線強度同基態布居數的關係,而隨溫度的增高而降低,結果使譜線強度先隨溫度的增高而增高,繼而隨溫度增高而降低,其間譜線強度必然有一極大值。極大值所對應的溫度稱為該譜線的極值溫度或標準溫度。當光源對某發射譜線有自吸收時(光性厚時),不能簡單地給出譜線強度的表示式。此時,必須用輻射轉移方程,同時考慮發射和自吸收來進行計算。譜線絕對強度也可以用量子力學進行理論計算。譜線強度Inm正比於自發發射躍遷幾率Anm。在偶極輻射情況下,Anm正比於電偶極矩er的躍遷矩陣元。因此如果能夠得到足夠好的波函數 ψ,就可以從理論上計算譜線的躍遷幾率,從而給出譜線絕對強度的理論值。

評價

實驗測量發射譜線的絕對強度時,需要絕對定標。一般用一個已知光強按頻率分布的標準光源與待測光源作比較進行測量。同時還要從實驗上校正光譜儀的分辨率、儀器的反射和吸收引起的能量損失、探測器的絕對靈敏度等有關參量通過譜線的絕對強度或相對強度的測定,可以確定譜線的躍遷幾率以及光源的溫度。也可以通過實驗方法測定吸收譜線的強度,但比較困難[1]

參考文獻