Глава 3. Источники света / Глава 3.1 Возбуждение вещества и интенсивность спектральных линий / Глава 3.1.3. Ширина и форма спектральной линии
Простые уровни, которые составляют один сложный уровень, слегка различаются по энергии. Поэтому большинство спектральных линий состоит из нескольких слившихся линий и имеет некоторую ширину. Кроме того, многие элементы являются смесью изотопов с разной массой атомов. Это приводит к увеличению ширины спектральных линий, которая может быть больше 0,1 А.
В источниках света при столкновении атомов между собой под влиянием электрического поля ионов и вследствие ряда других причин происходит случайное смещение уровней и их расщепление. В результате ширина линии увеличивается и может составлять целые ангстремы.
Вследствие самопоглощения также происходит изменение формы линии (рис. И). С увеличением концентрации максимум линии становится все более плоским. Это происходит потому, что центр линии начинает испытывать значительное самопоглощение гораздо раньше, чем ее края, так как число атомов со смещенными уровнями в каждый момент времени невелико. Интенсивность краев продолжает увеличиваться с ростом концентрации, тогда как ширина линии продолжает расти.
Рис. 11. Изменение формы спектральной линии в результате самопоглощения
Форма спектральных линий также сильно меняется из-за само обращения, которое наступает при прохождении света через остывшие пары вещества, окружающие источник света. Там имеются только невозбужденные атомы с несмещенными уровнями, поэтому поглощаются фотоны, которые были излучены при переходе на нижний уровень, но не все, а только те из них, которые имеют энергию, соответствующую центральной части линии. Самообращенные спектральные линии становятся похожими на дуплеты. Определять длину волны самообращенной линии нужно по положению в спектре ее центральной части. Если самопоглощеиие испытывают в той или иной степени все линии, то самообращение наблюдается только у резонансных линий. Большинство последних линий испытывает сильное самообращение и имеет низкую концентрационную чувствительность, поэтому они часто оказываются слабее других линий.