스펙트럼선비

선 강도 비율 분석은 실험실 및 공간 플라스마에 대한 정보를 얻기 위한 중요한 도구다.방출 분광학에서 스펙트럼 라인의 강도는 플라즈마(또는 가스) 상태에 대한 다양한 정보를 제공할 수 있다.혈장의 온도나 밀도를 결정하는 데 사용될 수 있다.실험에서 절대 강도의 측정은 어려울 수 있기 때문에 다른 스펙트럼 라인 강도의 비율을 사용하여 플라즈마에 대한 정보를 얻을 수도 있다.null

이론

상위 상태에서 하위 상태로의 원자 전환의 방출 강도 밀도는 다음과 같다.^[1]

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

여기서:

$N_{u}$ $N_{u}$ ${\$ 은 $N_{u}$ (는) 상부 상태의 이온 밀도,
$\hbar \omega _{u\rightarrow l}$ $\hbar \omega _{u\rightarrow l}$ $\hbar \omega _{u\rightarrow l}$ → $\hbar \omega _{u\rightarrow l}$ ${\$ 화살표 $l}$ 는 방출된 광자의 에너지로서 $\hbar \omega _{u\rightarrow l}$ 플랑크 상수와 전환 주파수의 산물이다.
$A_{u\rightarrow l}$ → $A_{u\rightarrow l}$ ${\$ 화살표 $l}}$ 은 $A_{{u\rightarrow l}}$ (는) 특정 전환에 대한 아인슈타인 계수다.

원자 상태 N의 인구는 일반적으로 혈장 온도와 밀도에 의존한다.일반적으로 혈장은 뜨겁고 밀도가 높을수록 높은 원자 상태가 인구로 채워진다.따라서 특정 이온종에서 스펙트럼 라인을 관측하거나 관측하지 않는 것은 플라즈마 매개변수를 대략적으로 추정하는 데 도움이 될 수 있다.null

라인 강도를 비교하여 더 정확한 결과를 얻을 수 있다.

${\frac {P_{u_{1}\rightarrow l_{1}}}{P_{u_{2}\rightarrow l_{2}}}}={\frac {N_{u_{1}}\omega _{u_{1}\rightarrow l_{1}$ $A_{u_{1}\오른쪽 화살표 l_{1}:{N_{u_{2}}\오메가_{u_{2}\오른쪽 화살표 l_{2}}$ $A_{u_{2}\오른쪽$ 화살표 $l_{2}}:},$

전환 주파수와 아인슈타인 전환 계수는 잘 알려져 있으며 NIST 원자 스펙트럼 데이터베이스와 같이 다양한 표에 열거되어 있다. $N_{u_{1}}$ 밀도 N u $N_{u_{2}}$ $N_{u_{1}}$ {\ $displaystyle$ N_ ${u_{$ 1}}과 $($ 와 $)$ $N_{u_{2}}$ 와 $N_{u_{2}}$ 의 함수로 $N_{u_{2}}$ N u 2 {\displaystyle $N_{u_{2}}}$ 의 결정을 위해 원자 모델링이^[2] 필요한 경우가 많다.열평형 사하 방정식과 볼츠만의 공식에서 플라즈마의 온도 결정을 위해 사용될 수 있지만, 밀도 의존성은 대개 원자 모델링이 필요하다.null

참고 항목

외부 링크

NIST 원자 스펙트럼 데이터베이스

참조

^ Salzmann, D. (1998). Atomic Physics in Hot Plasmas. Oxford University Press. p. 149. ISBN 978-0-19-510930-6.
^ Ralchenko, Yu. V.; Maron, Y. (2001). "Accelerated recombination due to resonant deexcitation of metastable states". J. Quant. Spectr. Rad. Transfer. 71 (2–6): 609–621. arXiv:physics/0105092. Bibcode:2001JQSRT..71..609R. CiteSeerX 10.1.1.74.3071. doi:10.1016/S0022-4073(01)00102-9.

Latimer, I; Mills, JI; Day, RA (1970), "Refinements in the helium line ratio technique for electron temperature measurement and its application to the precursor", Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Elsevier, 10 (6): 629–635, Bibcode:1970JQSRT..10..629L, doi:10.1016/0022-4073(70)90079-8
Muñoz Burgos, JM; Barbui, T; Schmitz, O; Stutman, D; Tritz, K (2016), "Time-dependent analysis of visible helium line-ratios for electron temperature and density diagnostic using synthetic simulations on NSTX-U", Review of Scientific Instruments, AIP, 87 (11), doi:10.1063/1.49552860

[1] Salzmann, D. (1998). Atomic Physics in Hot Plasmas. Oxford University Press. p. 149. ISBN 978-0-19-510930-6.

[2] Ralchenko, Yu. V.; Maron, Y. (2001). "Accelerated recombination due to resonant deexcitation of metastable states". J. Quant. Spectr. Rad. Transfer. 71 (2–6): 609–621. arXiv:physics/0105092. Bibcode:2001JQSRT..71..609R. CiteSeerX 10.1.1.74.3071. doi:10.1016/S0022-4073(01)00102-9.

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