Качественные и полуколичественные методы спектрального анализа. Кавецкая И.В - 20 стр.

      Для плазмы, находящейся в состоянии термодинамического равно-
весия, справедливо распределение атомов по энергиям возбуждения, опре-
деляемое законом Больцмана. Тогда величина Nm может быть представлена
в виде:
                      Nm = N0 ּ (gm/g0) ּ exp(–Em/kT),

где Nm и N0 – соответственно число возбужденных и невозбужденных ато-
мов; gm, g0 – статистические веса (степень вырождения) возбужденного и
нормального состояний, соответственно; Em – энергия возбуждения верх-
него уровня m; k – постоянная Больцмана; T – температура плазмы источ-
ника возбуждения.
      Если условия возбуждения подобраны так, что температура источ-
ника не слишком высока, то можно не учитывать уменьшение концентра-
ции невозбужденных атомов N0 вследствие их ионизации, а, следователь-
но, считать величину N0 общей концентрацией атомов данного элемента в
исследуемой пробе. Таким образом, окончательное выражение для абсо-
лютной интенсивности спектральной линии имеет вид:
                Imn = hνmn ּ Amn ּ N0 ּ (gm/g0) ּ exp(–Em/kT)
      Таким образом, из последнего выражения видно, что факторами, оп-
ределяющими интенсивность спектральных линий, являются концентра-
ция невозбужденных атомов в плазме дуги N0, энергия верхнего уровня Em,
температура плазмы T. Рассмотрим подробнее влияние каждого из пере-
численных факторов на величину абсолютной интенсивности.
      Концентрация атомов данного элемента, находящихся в возбужден-
ном состоянии при данном их общем числе N0 и температуре плазмы T,
будет тем больше, чем меньше Em. Чем больше энергия верхнего уровня,
тем труднее будет осуществляться возбуждение. Резонансная линия соот-
ветствует переходу с первого возбужденного уровня на основной, а вели-
чина Em для этих линий является наименьшей. Отсюда наиболее интенсив-
ными линиями каждого элемента, а, следовательно, наиболее чувствитель-
ными, будут резонансные линии. Другим фактором, определяющим интен-
сивность спектральной линии, является температура. С ее повышением
увеличивается скорость движения всех частиц, а следовательно, и энергия
всех частиц, присутствующих в газе, в том числе и электронов, что создает
более благоприятные условия для возбуждения атомов. Однако интенсив-
ность спектральной линии не растет монотонно с увеличением температу-
ры газа вследствие того, что от температуры зависит концентрация атомов
данной степени ионизации в светящемся газе. Действительно, по мере уве-
личения температуры будет увеличиваться концентрация ионов в плазме.
Поэтому, несмотря на то, что увеличение температуры улучшает условия
возбуждения, интенсивность линии нейтрального атома может и не воз-

                                     20