譜線增寬英文解釋翻譯、譜線增寬的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 line broadening

分詞翻譯：

譜線的英語翻譯：

【化】 spectral line

增的英語翻譯：

add; gain; increase
【機】 super-

專業解析

譜線增寬 (Spectral Line Broadening)

在光譜學中，譜線增寬指原子或分子躍遷産生的光譜線寬度超過其固有自然線寬的現象。其英文術語為Spectral Line Broadening 或Line Broadening。這一現象源于量子系統的能量不确定性或外部環境擾動，導緻發射或吸收的光子頻率分布展寬。以下是主要機制：

一、增寬機制分類

1. 自然增寬 (Natural Broadening)

   由激發态有限壽命引起的量子力學不确定性（海森堡不确定性原理）。自然線寬公式為：

   $$

   Delta E cdot tau geq frac{hbar}{2}

   $$

   其中 (Delta E) 為能量不确定度，(tau) 為能級壽命。

2. 多普勒增寬 (Doppler Broadening)

   因粒子熱運動導緻觀測頻率偏移。高溫或低質量粒子增寬更顯著，公式為：

   $$

   Delta u_D = frac{2 u_0}{c} sqrt{frac{2kT ln 2}{m}}

   $$

   來源：美國國家标準與技術研究院（NIST）原子光譜數據庫。

3. 碰撞增寬 (Collisional/Pressure Broadening)

   粒子間碰撞縮短能級壽命，緻譜線展寬。常見于高壓氣體或等離子體，與粒子密度成正比。

4. 斯塔克增寬 (Stark Broadening)

   電場（尤其是等離子體中離子電場）擾動能級結構所緻，是天體物理學診斷等離子體密度的關鍵依據。來源：哈佛-史密松天體物理中心（CfA）光譜分析指南。

二、科學意義與應用

• 天體物理：通過分析恒星光譜的增寬類型，反演天體溫度、密度（如斯塔克增寬示蹤恒星大氣密度）。
• 激光技術：控制增益介質譜寬以優化激光器輸出單色性。
• 量子計量：冷原子實驗中抑制多普勒增寬可實現更高精度原子鐘。

三、權威定義參考

國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）将譜線增寬定義為 "因物理機制導緻光譜線輪廓半高寬超過自然線寬的現象"（來源：IUPAC Compendium of Chemical Terminology）。

注：實際應用中需結合具體場景（如實驗室等離子體、星際介質）選擇主導增寬模型。

網絡擴展解釋

譜線增寬是指原子或分子發射或吸收的光譜線因物理因素影響而頻率範圍擴展的現象。這種增寬不僅掩蓋了光譜細節，還可用于分析物質狀态（如溫度、壓強）。以下是主要類型及機制：

一、均勻加寬與非均勻加寬

1. 均勻加寬：每個原子對整條譜線都有相同貢獻，無法區分特定頻率來源。
   • 包括自然加寬、碰撞加寬（壓力加寬）和晶格振動加寬。
2. 非均勻加寬：不同原子僅對譜線中特定頻率部分有貢獻，如多普勒增寬。

二、具體增寬機制

1. 自然增寬

   • 源于激發态能級的有限壽命（量子力學測不準原理），壽命越短，譜線越寬。
   • 公式：$Delta E cdot tau approx hbar$，其中$Delta E$為能級寬度，$tau$為平均壽命。
   • 典型寬度約$10^{-8}$ Hz，遠小于其他增寬效應。

2. 多普勒增寬（熱變寬）

   • 由原子熱運動導緻：趨近觀測者的原子發光頻率升高，遠離者頻率降低。
   • 增寬幅度與溫度平方根成正比，通常比自然寬度大2-3個量級。

3. 碰撞增寬（壓力增寬）

   • 粒子間碰撞或電場幹擾（如斯塔克效應）縮短能級壽命，導緻頻率擴散。
   • 分為洛倫茲變寬（同種粒子碰撞）和赫魯茲馬克變寬（異種粒子碰撞）。

4. 固體/液體中的增寬

   • 固體：晶格熱振動（均勻加寬）或缺陷（非均勻加寬）。
   • 液體：溶質原子與溶劑分子碰撞導緻加寬。

三、應用與影響

• 分析工具：通過測量增寬程度反推氣體溫度、壓強或粒子密度。
• 技術挑戰：增寬可能掩蓋精細光譜結構，需通過冷卻或低壓環境減少影響。

如需進一步了解特定場景下的增寬機制，（高權威性）或（實驗分析）。

分類

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