华中科技大学谱线加宽均匀加宽非均匀加宽.pptx

第第4讲：谱线加宽和线型函数讲：谱线加宽和线型函数主讲人：朱主讲人：朱 晓晓2014-032014-03自发辐射的光并不是单色光，而是存在一定的谱线宽度!自发辐射的上能级寿命有限造成！由测不准原理不可能同时测准微观粒子的时间和能量：当原子能级寿命时，能级的宽度0，原子的有限寿命会引起能级的展宽，从而使得发出的光子的频率不再是单一频率，量纲：s均匀加宽均匀加宽非均匀加宽（自学）非均匀加宽（自学）一、均匀加宽一、均匀加宽(Homogenous BroadeningHomogenous Broadening)概念：引起加宽的物理因素对每个原子都是相同的。每个概念：引起加宽的物理因素对每个原子都是相同的。每个发光的原子都以整个线型发射，不能把线型函数上的某一发光的原子都以整个线型发射，不能把线型函数上的某一特定频率和某些特定的原子联系起来。特定频率和某些特定的原子联系起来。自然加宽、碰撞加宽、晶格振动加宽自然加宽、碰撞加宽、晶格振动加宽 自然加宽：自然加宽：在不受外界影响时，受激原子并非永远处在激在不受外界影响时，受激原子并非永远处在激发态，他们会自发地向低能级跃迁，因而受激原子在激发发态，他们会自发地向低能级跃迁，因而受激原子在激发态上的寿命有限。态上的寿命有限。碰撞加宽：碰撞加宽：大量原子（分子）之间无规大量原子（分子）之间无规“碰撞碰撞”引起的谱引起的谱线加宽。线加宽。晶格振动加宽：晶格振动加宽：固体工作物质中，晶格的振动使激活离子固体工作物质中，晶格的振动使激活离子所对应的能量在一定的范围内变化，引起的谱线加宽。所对应的能量在一定的范围内变化，引起的谱线加宽。5.1 5.1 谱线加宽与线型函数谱线加宽与线型函数 1 1、自然加宽：、自然加宽：自发辐射阻尼系数的物理含义？阻尼系数的物理含义？原子之间的无规“碰撞”造成的 非弹性碰撞:内能转移,等效激发态寿命 基态原子激发态原子；激发态原子其它原子或容器管壁 弹性碰撞:自发辐射波列相位发生突变,波列长度气体中的多普勒加宽和固体物质中的晶格缺陷加宽热运动的发光粒子发出的光存在多普勒频移造成加宽1、多普勒效应非均匀加宽（自学）非均匀加宽（自学）19单色光波 假想光源 运动原子 感受光波的接收器原子静止（Vz=0）原子感受频率 n n=n0 时,共振相互作用最大 沿z向运动 n=n(1-vz/c)n=n0时,共振相互作用最大 速度为Vz的运动原子与z向传播的光波相互作用时，原子表现出来的中心频率(表观中心频率）为20zVzV2224综合加宽2627成因、线型函数、数学表达式！谱线加宽及线型函数小结激光技术系（激光加工国家工程研究中心）激光技术系（激光加工国家工程研究中心）