Poměry spektrální čáry - Spectral line ratios

Analýza poměrů intenzity čar je důležitým nástrojem pro získání informací o laboratorních a vesmírných plazmech. V emisi spektroskopie, intenzita spektrálních čar může poskytnout různé informace o plazma (nebo plyn ) podmínka. Mohlo by to být použito k určení teplota nebo hustota plazmy. Protože měření absolutní intenzity v experimentu může být náročné, lze k dosažení informací o plazmě použít také poměr různých intenzit spektrální čáry.

Teorie

Emisní intenzita an atomový přechod z horního stavu do dolního stavu je uveden v ${ displaystyle erg / cm ^ {3} s}$ :^[1]

${ displaystyle P_ {u rightarrow l} = N_ {u} hbar omega _ {u rightarrow l} A_ {u rightarrow l}}$ ,

kde:

${ displaystyle N_ {u}}$ je hustota iontů v horním stavu,
${ displaystyle hbar omega _ {u rightarrow l}}$ je energie emitovaného fotonu, která je produktem Planckova konstanta a frekvence přechodu,
${ displaystyle A_ {u rightarrow l}}$ je Einsteinův koeficient pro konkrétní přechod.

Populace atomové stavy N je obecně závislý na teplotě a hustotě plazmy. Obecně platí, že čím je plazma horkější a hustší, tím vyšší je atomové stavy jsou osídleny. Dodržování nebo nedodržování spektrálních čar z určitých iontových druhů může proto pomoci poskytnout hrubý odhad parametrů plazmy.

Přesnější výsledky lze získat porovnáním intenzit čar:

${ displaystyle { frac {P_ {u_ {1} rightarrow l_ {1}}} {P_ {u_ {2} rightarrow l_ {2}}}}} = { frac {N_ {u_ {1}} omega _ {u_ {1} rightarrow l_ {1}} A_ {u_ {1} rightarrow l_ {1}}} {N_ {u_ {2}} omega _ {u_ {2} rightarrow l_ {2} } A_ {u_ {2} rightarrow l_ {2}}}}}$ ,

Přechodové frekvence a Einsteinovy koeficienty přechodů jsou dobře známy a jsou uvedeny v různých tabulkách jako v NIST Atomová spektrální databáze. Často to tak je atomové modelování ^[2] je nutný pro stanovení hustoty populace ${ displaystyle N_ {u_ {1}}}$ a ${ displaystyle N_ {u_ {2}}}$ jako funkce hustoty a teploty. Zatímco pro stanovení teploty plazmy v tepelné rovnováze Saha rovnice a Boltzmannův vzorec může být použito, závislost hustoty obvykle vyžaduje atomové modelování.

Viz také

externí odkazy

Databáze atomové spektra NIST

Reference

^ Salzmann, D. (1998). Atomová fyzika v horkých plazmech. Oxford University Press. p. 149. ISBN 978-0-19-510930-6.
^ Ralchenko, Yu. PROTI.; Maron, Y. (2001). "Zrychlená rekombinace v důsledku rezonanční deexcitace metastabilních stavů". J. Quant. Spectr. Rad. Převod. 71 (2–6): 609–621. arXiv:fyzika / 0105092. Bibcode:2001JQSRT..71..609R. CiteSeerX 10.1.1.74.3071. doi:10.1016 / S0022-4073 (01) 00102-9.

Kategorie: Spektroskopie

[1] Salzmann, D. (1998). Atomová fyzika v horkých plazmech. Oxford University Press. p. 149. ISBN 978-0-19-510930-6.

[2] Ralchenko, Yu. PROTI.; Maron, Y. (2001). "Zrychlená rekombinace v důsledku rezonanční deexcitace metastabilních stavů". J. Quant. Spectr. Rad. Převod. 71 (2–6): 609–621. arXiv:fyzika / 0105092. Bibcode:2001JQSRT..71..609R. CiteSeerX 10.1.1.74.3071. doi:10.1016 / S0022-4073 (01) 00102-9.

[1]

[2]