Этот тип уширения обусловлен движением излучающих частиц. Как известно, частота осциллятора, скорость ко- торого в направлении луча зрения равна v, в соответствии с принципом Доплера смещена на величину Auod = uoqv/c. Можно убедиться, что, если f(v) — функция распределения по скоростям излу- чающих частиц, то Г f(vN (w - ujq - —n°v)dv J7( v)dv F.3.14) Здесь ft — единичный вектор направления распространения волны. В частности, если атомы распределены по Максвеллу ,, . ( М \3/2 (Mv2\ f(V) = п I I ran < > ТО 1 / Д/Г^З Г Mr2 (f.i-f.^2^ F.3.15) Формула F.3.13) справедлива, если выполнено соотношение 2тг1/ > А, где L — длина свободного пробега излучающего атома; А — длина волны. Если выполняется обратное условие (что возможно в плотной плазме или для очень длинных волн), то имеет место интересный эффект диффузионного сужения линии. В этом случае профиль линии оказывается дисперсионным (т.е. дается формулой типа F.3.13)) с шириной существенно меньшей, чем ширина при доплеровском механизме. Для оптического диапазона длин волн (А ~ 5 • 10~5 см) условие 2тг1/ > А эквивалентно условию п < 1019см~3. Характерные значения доплеровской ширины при Т « 1 эВ оказываются следующими: для Li Aujjj = 1,7 • lO~5u;o; для Cs Aujjj = 4 • lO~6u;o. При uoq « 1015с-1, Au;?>(Li) = 1,7- Ю1Ос~1, Au;?>(Cs) = 4 • 109c~1. В шкале длин о о волн AA(Li) = 0,34Д AA(Cs) = 0,08А Легко видеть, что доплеровская ширина значительно превосходит естественную ширину линии. При направленном движении плазмы как целого существует доплеровский сдвиг линии (что позволяет измерять скорость атомов). Так, при ускоряющем потенциале ~ 100 В доплеровский сдвиг линии в 10 раз больше, чем приведённые выше допле- ровские ширины, обусловленные хаотическим движением сТ~ 1 эВ.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Доплеровское уширение спектральных линий» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
