多普勒致宽

中文词条】多普勒致宽

【外文词条】Doppler broadening

【作者】李宗伟

由原子或原子集团运动的多普勒效应引起的谱线致宽。1842年奥地利物理学家多普勒发现﹐波源和观测者的相对运动会使观测到的波的频率发生变化﹐这种现象称为多普勒效应。发射(或吸收)光的原子具有不规则的热运动﹐其中某些原子向著观测者运动﹐而另一些原子背离观测者运动﹐速度大小也各不同。在这种情况下﹐原子发射(或吸收)的频率有些紫移﹐有些红移﹐移动量也各不相同。总的效果是使原子发射(或吸收)的谱线致宽﹐在视线方向速度为的原子辐射频率的变化Δ称为多普勒位移﹐﹐式中﹑为谱线中心频率和波长﹐c 为光速﹐ 和λ为以频率和波长标度表示的多普勒位移。在热动平衡状态下辐射原子的速度分布服从麦克斯韦分布﹐而辐射按频率的分布由下式确定﹕

式中为多普勒宽度﹐ζ为原子热运动的最或然速度。式中 为原子质量﹐R 为气体常数﹐T 为绝对温度。在这种情况下﹐由多普勒致宽可以推算出发光物质的温度。通常﹐在谱线的中心部分主要由多普勒效应致宽﹐在线翼部分饕勺枘嵝вχ驴?见碰撞阻尼﹑辐射阻尼)。由恒星大气湍动引起的谱线致宽也属多普勒致宽(见湍动致宽)。但在这种情况下﹐由多普勒致宽也可以推算发光物质的温度。