Уширение спектральных линий

Определение энергии состояния должно проводиться за время, не
превышающее время жизни частицы в этом состоянии

Неточность в определении энергии принципиально не может быть меньше

Спектральный диапазон, в котором заключены частоты перехода с одного
уровня на другой, называется спектральной шириной перехода

Спектральная ширина:

центральная частота перехода

коэффициент Эйнштейна для
спонтанного излучения

- постоянная затухания

Начальные условия

Решение для амплитуды колебаний

Нормированный лоренцевский профиль интенсивности

Коэффициент Эйштейна пропорционален третьей степени частоты

Естественная ширина увеличивается с ростом частоты излучения

Столкновительное уширение

В газах проявляется при
соударениях атома с другими
атомами, молекулами, ионами,
электронами или стенками резервуара

В твердых телах
возникает за счет
взаимодействия атома
с фононами решетки

При столкновении частиц друг с другом они испытывают электрическое
взаимодействие, которое зависит от расстояния

В образующемся потенциальном поле этого взаимодействия
энергетические уровни сдвигаются, что приводит к соответствующему
изменению частоты перехода

Для столкновительного уширения, как и в случае спонтанного излучения,
нормированный профиль спектрального распределения определяется
лоренцевской функцией

Столкновительная ширина линии зависит от давления газа

~

~

~

столкновительная ширина линии

величина порядка размера частицы

средняя скорость теплового движения частиц

давление газа

Столкновительная ширина линии прямо пропорциональна давлению газа

Полная ширина линии

коэффициент столкновительного уширения линии,
определяемый свойствами самого вещества

При однородном уширении форма линии есть единая характеристика как
одного атома, так и всей их совокупности

Если в результате воздействия на всю совокупность атомов или молекул
происходит изменение формы линии, то оно происходит одинаковым
образом для всех атомов или молекул