Egyes fényforrások, például gázkisüléses lámpák és különböző lézerek esetében az optikai spektrum egyértelműen meghatározott spektrális vonalakat mutat, vagyis, keskeny, jelentős teljesítményspektrumsűrűségű spektrális vonalakat.Ezek az atomok, ionok vagy molekulák átmeneteihez kapcsolódnak, amelyek valamilyen gerjesztett állapotból egy alacsonyabb elektronállapotba lépnek át.A hν = h c / λ fotonenergia közel áll a szintek energiáinak különbségéhez, ami ezért meghatározza a spektrális emissziós vonal optikai hullámhosszát.
Néha egy folytonos spektrum tetején diszkrét emissziós vonalakat figyelhetünk meg.
Ez is előfordul, hogy egy folytonos optikai spektrumban diszkrét mélyedések figyelhetők meg, amelyeket a fény bizonyos hullámhosszakon történő elnyelése okoz.Az ilyen abszorpciós vonalak általában szintén elektronátmenetekhez kapcsolódnak, ezúttal alacsonyabb energiaszintről magasabb energiaszintre. ha az alacsonyabb szint az elektron alapállapot, akkor alapállapot-abszorpcióról (GSA), egyébként gerjesztett állapot-abszorpcióról (ESA) van szó. ilyen abszorpciós vonalakat figyeltek meg például a napfényben (Fraunhofer-vonalak, amelyeket Joseph von Fraunhofer fedezett fel), és a hélium felfedezéséhez vezettek, mielőtt azt a Földön megtalálták volna.Az abszorpciós vonalak laboratóriumokban is tanulmányozhatók, például szélessávú fényforrásokkal és spektrográfokkal vagy pásztázó lézerabszorpciós spektroszkópiával.
Hasonló abszorpciós és emissziós vonalakat figyelhetünk meg szilárd halmazállapotú közegekben, például lézerkristályokban is, itt azonban az elnyelő vagy emittáló fajnak a befogadó anyaggal való kölcsönhatása miatt az abszorpciós és emissziós vonások gyakran lényegesen szélesebbek.
A megfigyelt abszorpciós és emissziós vonalak gyakran jellemzőek bizonyos anyagokra, ezért spektrális ujjlenyomatként használhatók, pl. a légkörben lévő környezetszennyező anyagok kimutatására.A koncentrációk (vagy számsűrűségek) mérése is lehetséges az abszorpciós együtthatóval való kapcsolatuk révén, a Beer-Lambert-törvény segítségével.
Egy sor standard spektrális vonal létezik, amelyeket gyakran használnak hullámhossz-referenciaként, pl.:
.pl. optikai üvegek jellemzésére.
Spektrális vonalak szélessége és alakja
A spektrális vonalak mindig véges vonalszélességet mutatnak, amelynek különböző okai lehetnek:
- Nagy gáznyomáson gyakoriak az ütközések.Ezek a vonalak ütközéses kiszélesedéséhez (vagy nyomásszélesedéséhez) vezetnek. lényegében a kibocsátó atomokat sugárzásuk során gyakran zavarják ütközések, így az optikai fázis hosszabb időn keresztül nem tud folyamatosan fejlődni.
- A sugárzó részecskék termikus mozgása miatt Doppler-eltolódások lépnek fel. ez az úgynevezett Doppler-szélesedéshez vezet, amelynek nagysága a hőmérséklettől függ. léteznek Doppler-mentes spektroszkópiai módszerek, amelyek a Doppler-szélesedés hatását nagyrészt kiküszöbölik.
- Mozgás nélkül is van egy természetes vonalszélesség, amelyet a felső állapot élettartama korlátoz (élettartam-szélesedés).
- Amint már említettük, a szilárd anyagokban lévő emittáló vagy abszorbeáló atomok vagy ionok gyakran mutatnak kiszélesedett abszorpciós és emissziós vonalakat a gazdaanyaggal való kölcsönhatások miatt. előfordulhatnak például az elektromos mezők által okozott Stark-hatások. ha a különböző atomok vagy ionok a vonaljellemzők eltérő módosulását tapasztalják, az így létrejövő kiszélesedést inhomogén kiszélesedésnek nevezzük.
A legkisebb – jóval 1 Hz alatti – vonalszélességi értékeket bizonyos tiltott átmenetekkel lehet elérni, amelyeknek nagyon kicsi lehet a természetes vonalszélessége, ha a vonalszélességhez való különböző egyéb hozzájárulásokat is elnyomjuk. az ilyen mérésekre ultraprecíz spektroszkópiai módszereket fejlesztettek ki.A rendkívül kis vonalszélességeket optikai órák optikai frekvenciaszabványaiban is kihasználják. itt a lézer emisszióját egy keskeny spektrális vonalra stabilizálják úgy, hogy a lézer vonalszélessége még jóval a spektrális vonal szélessége alatt van.
A vonal alakja, ill, az optikai spektrum alakja, gyakran összefügg az uralkodó vonalszélesedési mechanizmussal. például gyakran figyelhetők meg Lorentzi vonalalak, ha az élettartam-szélesedés dominál, míg a Doppler-szélesedés Gauss-alakú vonalalakhoz vezet.
A bizonyos spektrális vonalakból származó meglehetősen keskeny sávú fényt gyakran kvázi monokromatikusnak tekintik.
Kérdések és észrevételek a felhasználóktól
Itt lehet kérdéseket és észrevételeket benyújtani. Amennyiben a szerző elfogadja őket, e bekezdés felett fognak megjelenni a szerző válaszával együtt. Az elfogadásról a szerző dönt bizonyos kritériumok alapján. Alapvetően a kérdésnek kellően széleskörű érdeklődésre kell számot tartania.
Kérem, ne írjon ide személyes adatokat, különben hamarosan törölnénk azokat. (Lásd még adatvédelmi nyilatkozatunkat.) Ha személyes visszajelzést vagy tanácsadást szeretne kapni a szerzőtől, kérjük, vegye fel vele a kapcsolatot pl. e-mailben.
Az adatok elküldésével hozzájárulását adja ahhoz, hogy a beadványait a szabályzatunknak megfelelően esetleg közzétegyük a honlapunkon. (Ha később visszavonja hozzájárulását, akkor ezeket a beadványokat törölni fogjuk.) Mivel a beadványait először a szerző ellenőrzi, előfordulhat, hogy némi késéssel kerülnek közzétételre.
Lásd még: optikai spektrum, hullámhossz, standard spektrális vonalak, lézervonalak, spektrális lámpák, vonalszélesség, Doppler-szélesedés
és egyéb cikkek az általános optika kategóriában
 |
Ha tetszik ez az oldal, kérjük, ossza meg a linket barátaival és kollégáival, e.pl. a közösségi médián keresztül: Ezek a megosztó gombok adatvédelmi szempontból kedvező módon vannak megvalósítva! |
