譜線真寬度英文解釋翻譯、譜線真寬度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 true half-width; true width

分詞翻譯：

譜的英語翻譯：

chart; compose; music; register; table
【醫】 spectrum

線的英語翻譯：

clue; line; string; stringy; thread; tie; verge; wire
【醫】 line; line Of occlusion; linea; lineae; lineae poplitea; mito-; nemato-
soleal line; strand; thread
【經】 line

真寬度的英語翻譯：

【化】 true width

專業解析

在光譜學中，譜線真寬度（英文：True Linewidth），也稱為自然線寬（Natural Linewidth），是指原子或分子在能級間發生躍遷時，其發射或吸收的光譜線在理論上存在的最小寬度。它反映了量子體系固有的不确定性，是譜線無法通過任何技術手段消除的本征寬度。

物理本質與量子力學基礎：譜線真寬度源于量子力學中的海森堡不确定性原理（Heisenberg Uncertainty Principle）。該原理指出，能量（E）和時間（t）是一對共轭量，其不确定度滿足關系式： $$Delta E cdot Delta t geq frac{hbar}{2}$$ 其中，ħ 是約化普朗克常數。對于處于激發态的原子或分子，其壽命（τ）是有限的，即能級存在一個固有的能級壽命（Lifetime）。根據不确定性原理，能級能量存在一個不确定度 ΔE。這個能量不确定度直接對應于所發射或吸收的光子頻率（或波長）的不确定度，從而表現為譜線具有一個最小的固有寬度——這就是真寬度。其數學表達式為： $$Delta u_{text{natural}} = frac{1}{2pitau}$$ 其中 Δν_natural 是以頻率表示的自然線寬（半高全寬，FWHM），τ 是上能級的輻射壽命（radiative lifetime）。

核心特征：

本征屬性：真寬度是量子系統（原子、分子、離子）本身固有的屬性，由激發态能級的有限壽命決定，與外部環境（如壓力、溫度）或測量儀器無關。
理論極限：它代表了在理想條件下（無碰撞、無多普勒效應、無儀器展寬等），譜線所能達到的最窄寬度，是光譜分辨率的理論極限。
與測量寬度的區别：實際觀測到的譜線寬度（測量寬度）通常遠大于真寬度。這是因為存在多種展寬機制，如多普勒展寬（Doppler broadening，源于粒子熱運動）、碰撞展寬（Collisional/Pressure broadening，源于粒子間碰撞）、儀器展寬（Instrumental broadening，源于光譜儀分辨率限制）等。真寬度是這些展寬機制疊加之前的“原始”寬度。

實際意義：理解譜線真寬度對于高精度光譜分析至關重要：

光譜分辨率極限：它設定了光譜技術（如激光光譜、傅裡葉變換光譜）所能達到的最高分辨率的上限。
原子參數測定：精确測量或計算自然線寬是獲得原子/分子能級壽命、躍遷概率（愛因斯坦A系數）等基本物理參數的關鍵途徑。
基礎物理驗證：對自然線寬的精确測量是驗證量子力學基本原理（如不确定性原理）的重要手段。
激光物理：在激光器設計中，增益介質的譜線自然寬度影響激光的線寬極限和頻率穩定性。

參考來源：

Demtröder, W. (2008). Laser Spectroscopy: Vol. 1: Basic Principles (4th ed.). Springer-Verlag. (Chapter 3: "Widths and Profiles of Spectral Lines"詳細論述了包括自然線寬在内的各種譜線展寬機制及其理論基礎)
Foot, C. J. (2005). Atomic Physics. Oxford University Press. (Chapter 2: "Atomic structure" 和 Chapter 7: "Lasers" 涉及能級壽命和自然線寬的概念及其量子力學起源)
Corney, A. (2006). Atomic and Laser Spectroscopy. Oxford University Press. (系統介紹了原子光譜的基本原理，包括譜線寬度和形狀的分析)

網絡擴展解釋

譜線真寬度（又稱自然寬度或固有寬度）是描述光譜線在理想條件下由量子力學效應引起的固有寬度，它是譜線展寬的最小理論極限。以下為詳細解釋：

1.定義與原理

譜線真寬度源于量子力學中的能級不确定性原理。原子或分子的激發态能級并非絕對穩定，而是存在微小的能量漲落（即能級寬度）。當電子在不同能級間躍遷時，釋放或吸收的光子能量會圍繞中心頻率形成一定分布，表現為譜線自然展寬。該寬度可通過公式表示為： $$ Delta u_{text{自然}} = frac{1}{2pitau} $$ 其中$tau$是激發态壽命，壽命越短，譜線越寬。

2.與其他展寬機制的區别

自然寬度：僅由量子力學效應決定，是所有譜線的基礎寬度。
多普勒展寬：因原子熱運動導緻的多普勒效應引起，常見于高溫低密度環境（如恒星大氣）。
碰撞展寬：粒子間碰撞幹擾能級躍遷，常見于高壓或高密度環境。
儀器展寬：受觀測設備分辨率限制的附加展寬。

3.測量與意義

理論極限：自然寬度是其他展寬機制疊加前的基準值，實際測量中常通過半高全寬（FWHM）描述總寬度。
應用領域：在恒星物理中用于分析元素豐度、溫度及運動狀态；在激光技術中決定單色性。

示例

氫原子某躍遷的激發态壽命為$1.6times10^{-8}$秒時，其自然寬度約為： $$ Delta u = frac{1}{2pi times 1.6times10^{-8}} approx 10 , text{Hz} $$ 實際觀測中，受多普勒或碰撞效應影響，譜線寬度通常遠大于此值。