谱线宽度学术资讯 - 科技工作者之家

谱线宽度是指光谱曲线最大强度的一半处所对应的两个波长之差，定义为该光谱的谱线的宽度，也称作半宽度。发射光谱半宽度的大小用来衡量发射光潜谱线宽窄程度。

简介谱线宽度是指光谱曲线最大强度的一半处所对应的两个波长之差，定义为该光谱的谱线的宽度，也称作半宽度。发射光谱半宽度的大小用来衡量发射光潜谱线宽窄程度。

谱线宽度测量谱线宽度测量实验测量的是谱线的半高全宽。为此对谱线线型进行分析，判断谱线线型为Voigt线型，再使用该线型对实验图像进行拟合，最终计算得出谱线宽度。

原理实际的单色辐射都包含一定的波长范围，谱线是分布在很窄的光谱范围的辐射。通常规定谱线强度等于峰值一半处的宽度为谱线宽度的标志1。

目的目的是测量谱线宽度，为此需将光场在空域中的描述转换到频域进行描述。常用方法有通过透射光栅、棱镜、闪耀光栅等一次性分光的和通过L-G板，F-P板，共焦干涉仪等在器件内部进行多次反射透射的干涉方法。相对而言，后者更适合于测量谱线宽度，因其可以形成强度均匀的谱线组，而前者一次分光的器件棱镜是分辨率太低，光栅则是光的利用率太低2。

分析处理调节光路准直，移动透镜，使得出射光能较好汇聚在摄谱仪入射狭缝处。在摄谱仪输出端可以用肉眼观测到入射光经过棱镜分光后出现4条色带，分别是黄色，绿色，蓝色，紫色。对应汞灯的理论谱线，可知这4条谱线分别为576.96nm和579.06nm对应的交叠的黄光，546.07nm对应的绿光，435.84nm的蓝紫光还有404.66nm对应的紫光。其中绿光最强，黄光次之，最弱的是紫光。

调节CCD，捕捉到一条谱线，细调透镜使得计算机上显示的图像为最亮最清晰的。保持L-G板倾角不变，分别对4组谱线进行图像记录，截取其中部分图像，以灰度表示其光强作为纵坐标，像素点为横坐标。

为更准确得到谱线宽度，需要对谱线线型进行拟合。理论分析可知，实验测得的谱线宽度包括4部分：

谱线自然宽度，属于Lorentz线型。

谱线由于多普勒效应产生的展宽，属于Gauss线型。

谱线由于粒子碰撞产生的加宽，属于Lorentz线型。

仪器响应函数产生的加宽，线型与具体仪器有关，一般为Gauss或Lorentz或两者卷积。

对于实验所用的汞灯属于低压辉光放电灯，多普勒加宽为主要机制，线型应近似高斯型。而根据实验图像，谱线中有明显Lorentz成分，故仪器响应加宽应为Lorentz线型或Gauss与Lorentz线型的卷积，即Voigt线型。高斯型与两种线型的卷积均为Voigt线型，因此采用Voigt线型进行拟合。附图中的曲线即为拟合曲线3。

决定因素谱线宽度由发光物质激发态寿命和光源与观察者之间的相对运动状态决定。

发光物质的环境、物理状态和运动状态等因素，都可能使谱线宽度改变。