Физические методы исследования. Семинарские занятия. Часть 2. Стариковская С.М. - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

С учетом того, что ∆ν/ν =∆λ/λ, запишем:
λ
D
=2
√
ln2
λ
0
c
·
2kTN
A
µ
;
λ
D
=
2
c
2kN
A
ln2λ
0
T
µ
;
λ
D
=2.3 · 10
−8
λ
0
T
µ
Найдем допплеровское уширение водородной линии при температуре 300 К:
λ
D
=2.3 · 10
−8
486.1
√
300
λ
D
=2· 10
−4
нм
А при температуре 5000 К получим:
λ
D
=2.3 · 10
−8
486.1
√
5000
λ
D
=8· 10
−4
нм
Запасная формула:
∆λ
D
=7.2 · 10
−7
T/µ
Ответ: ∆λ =0.0002 нм; ∆λ =0.0008 нм.
Ограничениями этого метода являются во-первых, влияние уширения (рас-
щепления) другой природы, вносящего искажения в контур линии (столкнови-
тельное уширение, Штарковское расщепление и т.д.), во-вторых – требование
высокого спектрального разрешения.
Измерение газовой температуры по анализу вращательной структуры спектров
двухатомных молекул.
Внутренняя энергия молекулы может быть представлена в виде:
E = E
e
+ E
v
+ E
r
(1.78)
Или, в обратных сантиметрах (T = E/hc):
T = T
e
+ ω
e
(v +
1
2
)+B
r
J(J +1) (1.79)
Вращательная структура электронно- колебательно- вращательного перехо-
дов формируется в соответствии с правилами отбора: ∆J =0, ±1. Как след-
ствие, в спектре наблюдается три ветви: Q, P, R. В каждой из ветвей интенсив-
ность излучения пропорциональна некоторому множителю i(J), определяемому
вероятностью перехода и статвесом начального состояния и – в случае равно-
весной заселенности – Больцмановскому множителю:
25
  С учетом того, что ∆ν/ν = ∆λ/λ, запишем:
                                         
                              √ λ0          2kT NA
                        λD = 2 ln2 ·                  ;
                                      c        µ
                                               
                              2                  T
                         λD =     2kNA ln2λ0        ;
                              c                   µ
                                              
                                                T
                           λD = 2.3 · 10−8 λ0
                                                µ
  Найдем допплеровское уширение водородной линии при температуре 300 К:
                                             √
                        λD = 2.3 · 10−8 486.1 300

                                 λD = 2 · 10−4 нм
  А при температуре 5000 К получим:
                                                √
                           λD = 2.3 · 10−8 486.1 5000

                                 λD = 8 · 10−4 нм
  Запасная формула:
                                                
                             ∆λD = 7.2 · 10−7    T /µ
  Ответ: ∆λ = 0.0002 нм; ∆λ = 0.0008 нм.

   Ограничениями этого метода являются во-первых, влияние уширения (рас-
щепления) другой природы, вносящего искажения в контур линии (столкнови-
тельное уширение, Штарковское расщепление и т.д.), во-вторых – требование
высокого спектрального разрешения.

Измерение газовой температуры по анализу вращательной структуры спектров
двухатомных молекул.

Внутренняя энергия молекулы может быть представлена в виде:

                               E = Ee + Ev + Er                         (1.78)
  Или, в обратных сантиметрах (T = E/hc):
                                       1
                       T = Te + ωe (v + ) + Br J(J + 1)                 (1.79)
                                       2
   Вращательная структура электронно- колебательно- вращательного перехо-
дов формируется в соответствии с правилами отбора: ∆J = 0, ±1. Как след-
ствие, в спектре наблюдается три ветви: Q, P, R. В каждой из ветвей интенсив-
ность излучения пропорциональна некоторому множителю i(J), определяемому
вероятностью перехода и статвесом начального состояния и – в случае равно-
весной заселенности – Больцмановскому множителю:

                                        25

Страницы