Студопедия — Интенсивность спектральных линий
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Интенсивность спектральных линий






С квантовой точки зрения интенсивность спектральной линии данной частоты есть энергия ис­пущенных фотонов в виде квантов этой частоты за единицу времени. Задачу подсчёта фотонов довольно тяжело реализовать на практике, по крайней мере из-за того что, на самом деле, спек­тральные линии не есть абсолютно монохроматическими. Это следует из неопределённости Гейзенберга для энергии , где τ - время жизни электрона на данном энергетическом уровне, Е - его энергия.

Задача существенно упрощается, если мы зададимся целью оценить относительную интенсивность близко расположенных спектральных линий. Тогда мы сможем качественно или даже количественно оценить теоретические результаты с экспериментальными данными на фотопластинке или в окуляре спектрального прибора.

Для того чтобы связать интенсивность с энергией фотона и его частотой воспользуемся клас­сическим представлением об интенсивности, а именно положим, что

I ~ А2 , (20)

где А - амплитуда световой волны. Поскольку А~ν2, то

I~ν4 (21)

Согласно квантовомеханическим представлениям

I~N∙Eν (22)

где N – количество испущенных за единицу времени фотонов, Eν – энергия фотона с частотой ν. Учитывая, что энергия фотона частотой ν; равна hν, интенсивность линии

I~N∙hν (23)

Отсюда

I~ν3∙hν (24)

то есть N~ν3 . (25)

Рассмотрим атомную систему с двумя энергетическими переходами. Пусть в этой си­стеме есть 3 состояния: i, k, l. Переходы совершаются таким образом: i→k и i→l,причём энергетические состояния k и l близко расположены относительно друг друга (фактически име­ют мультиплетную структуру). Эта система изображена на рис. 2.

Обозначим вероятность перехода i→k как Wik. Тогда количество переходов с i -го уровня на уровень k за единицу времени будет равно

N = Ni Wik (26)

где Ni - количество электронов находящихся на i -ом уровне. Исходя из формулы (23) интенсивность излучения за это время будет равна

I~ Ni∙Wikik (27)

Выразим вероятность перехода Wik через статистический вес каждого из уровней этого перехода , то есть через число подуровней на которые расщепился бы данный энергетический уровень в слабом магнитном поле

(28)

Подставив (25) и (28) в (27) и опустив постоянную Планка, получим

(29)

Аналогично для перехода i→l

(30)

Для того, чтобы посчитать интенсивность перехода I →k относительно интенсивности перехода i→l поделим Iik на Iil

(31)

Для большинства мультиплетных линий νik и νil близки по своему значению и этой разностью можно пренебречь по отношению к самим значениям νik и νil. Тогда окончательная формула приобретет вид:

(32)

Эту формулу называют правилом Доргелло-Бургера.

Определим данное отношение на конкретном примере. Возьмем атом натрия и дублет из его спектра, который получается в результате переходов и (рис. 3).

Статистический вес соответствующего перехода будет

D1:

D2:

Видно, что линия D2 желтого дублета натрия должна быть в два раза ярче линии D1.

Выполнив аналогичные вычисления, можно посчитать относительную интенсивность триплета диффузного перехода 3D→3P атома натрия:

,

то есть, интенсивности линий этого триплета относятся как 3:2:1.

Для перехода резкой серии 4S→3P атома натрия:

Интенсивности линий этого резкого дублета относятся как 2:1.







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 877. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Репродуктивное здоровье, как составляющая часть здоровья человека и общества   Репродуктивное здоровье – это состояние полного физического, умственного и социального благополучия при отсутствии заболеваний репродуктивной системы на всех этапах жизни человека...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Схема рефлекторной дуги условного слюноотделительного рефлекса При неоднократном сочетании действия предупреждающего сигнала и безусловного пищевого раздражителя формируются...

Приготовление дезинфицирующего рабочего раствора хлорамина Задача: рассчитать необходимое количество порошка хлорамина для приготовления 5-ти литров 3% раствора...

Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования   Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...

Машины и механизмы для нарезки овощей В зависимости от назначения овощерезательные машины подразделяются на две группы: машины для нарезки сырых и вареных овощей...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия