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使原子吸收线变宽的三个主要因素是哪些

2022.8.01
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超级艾蛋木啊

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多普勒变宽、自然变宽、压力变宽
引起谱线变宽的主要因素有:
①自然宽度:在无外界影响下,谱线仍有一定宽度,这种宽度称为自然宽度,以ΔvN表示。根据量子力学的 Heisenberg 测不准原理,能级的能量有不确定量 ∆E ,可由下式估算:..
 — 激发态原子的寿命,当  为有限值时,则能级能量的不确定量 ∆E 为有限值,此能级不是一条直线,而是一个“带”。  越小,宽度越宽。
但对共振线而言,其宽度一般 < 10-5 nm,可忽略不计。
②多普勒宽度:由于原子在空间作无规则热运动所导致的,故又称为热变宽。
 当火焰中基态原子向光源方向运动时,由于 Doppler 效应而使光源辐射的波长增大,基态原子将吸收较长的波长;反之亦然。因此,原子的无规则运动 就使该吸收谱线变宽。当处于热力学平衡时, Doppler变宽可用8.2式表示:
可见,Doppler变宽与元素的原子质量、温度和谱线的频率有关.待测元素的原子质量M越小,温度愈高,则ΔυD越大(参表8.1)对多数谱线:∆ D :10-3 ~ 10-4 nm, ∆D 比自然变宽大 1~ 2个数量级,是谱线变宽的主要原因。
③压力变宽:由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级稍微变化,使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽。根据与之碰撞的粒子不同,可分为两类:
  (1) 因和其它粒子(如待测元素的原子与火焰气体粒子)碰撞而产生的变宽-劳伦兹变宽,以ΔvL表示。
  (2) 因和同种原子碰撞而产生的变宽—共振变宽或赫鲁兹马克变宽。共振变宽只有在被测元素浓度较高时才有影响。在通常的条件下,压力变宽起重要作用的主要是劳伦兹变宽,谱线的劳伦兹变宽可由8.3式决定:
劳伦兹宽度与多普勒宽度有相近的数量级,大约为10-3 ~ 10-4nm。
实验结果表明:对于温度在1000 ~ 3000K, 常压下,吸收线的轮廓主要受 Doppler 和 Lorentz 变宽影响,两者具有相同的数量级,约为0.001-0.005nm。
采用火焰原子化装置时, ∆L是主要的;
采用无火焰原子化装置时, ∆D是主要的。

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