Плазма газоразрядных источников света низкого давления - Миленин В.М.
ISBN 5-288-00727-6
Скачать (прямая ссылка):
Изотоп....... 198 199 200 201 202 204
J^1S0)....... 0.10 0,17 0.24 ОДЗ 0,30 0,06
^(63P1)....... 0,072 0,161 0,261 0,107 0,366 0,033
Xj(VP1)....... 0,070 0,162 0,262 0,108 0,368 0,030
Из этих данных видно, что те изотопы, концентрация которых в основном ооотоянии больше, увеличивают овои относительные концентрации в резонаноном ооотоянии в силу большего пленения излучения, концентрация же малых по количеству изотопов еще более уменьшается. Распределение б^-атомов по изотопам, как видим, оказалось практически совпадающим с изотопам распределением 63P1-атомов.
Мы рассмотрели распределение по изотопам атомов ртути на резонаноных уровнях, которые определяют контур линии поглощения Обсудим теперь распределение концентраций атомов ртути по изотопам на верхних уровнях анализируемых линий.
Для определения заоеленноотей резонаноных уровней методом реабоорбции попользуются линии о А « 434,7 нм (переход 71? — 61P1) и о Я ¦ 407,8 нм (переход 71S0 —- 63P1 ), обладающие малыми оилами ооцилляторов, что позволяет попользовать область практически линейной зависимости величины относительного поглощения (А) от оптической плотности ореды «жаяг. Так как пленение излучения о уровней 7?? и 7^S0 мало, а заселение осуществляется из ооновного и метастабильных состояний электронным ударом, распределение концентраций
101
атомов по изотопам на уровнях 71D2 и 7*S0 будет таким же ,как и в основном соотоянии. Каскадное заоеление о более высоко-лежащих уровней будет определяться концентрациями атомов па этих уровнях, для которых, в свою очередь, можно привеси рассуждения, аналогичные использованным для 71-?- и 71S0-уровней. Следовательно, контур линий испускания извеотен і ооответотвует изотопному ооотаву*атомов ртути в основном состоянии.
В случае доплеровокого характера уширения опектральшд линий, что в наших уоловиях для выбранных линий о А = = 434,7 и Я = 407,8 нм хорошо выполняется, контур испускания имеет вид:
.*<*>-? у/т**"**. Ч-і"2^^.
где <рг« - относительные интеноивнооти сверхтонких компонент, рассчитанные по правилам интенсивноотей [69]; 4г>р - допле-ровокая ширина линии (принималась одинаковой для всех компонент); ^P1 - чаотота .центра i-й сверхтонкой компоненты /-го изотопа.
Аналогично для контура линии поглощения:
88^-]U xf^i Єоср(-а)/і)" Ha рис.2.6,* приведена сверхтонкая структура линии ртути с Я = 407,8 нм, на рио.2.6,^ - о Я = 434t7 нм.
Относительные концентрации Xj и yj, как это видно из приведенных -ранее данных, не оовпадают. Следовательно, контуры линий иопуокания и поглощения будут отличатьоя друг от друга. Чтобы выяонить, как эти отличия скажутся на величине относительного поглощения, был проведен раочет Л как функции »лаэе1 в двух случаях: 1) при Jc(^) и определяемые указанными (см. с. IM) относительными концентрациями Xj и щ (случай максимального рассматриваемого нами пленения излучения и, следовательно, максимального отличия Xj от ) и 2) при *<o)s ae<<i>). На рио.2.7 приведены результаты расчета для переходов 7«S0-^eV1 (Л = 407,8 нм) и 71P2 —61P1 (А = 491,6 нм). Как видно из рисунка, в облаоти реализуемых
102
202
200
199
198
201
201
434 -270 -175 -2d О
204
64
32
201
199
265 468
199 201
199 I
202
204
201
-40f -280-224 -3571611 78 -28J13
200
196
201
199
201
JL
253 250
Рио.2.6.
103
в эксперименте оптических толщин («?ma3CZ & 5) значения VnJ полученные при заданном значении А и определенные по криво, отличаются не более, чем на Ь%. Учет тушащих процессов пр расчете изотопного ооотава резонаноно возбужденных атомов щ ведет к еще меньшему отличию, так как эти процеооы будут цр ближать распределение по изотопам в резонансном ооотоянии і
распределению в основном ооотоянии. Следовательно, в обоувдв* мых условиях можно щь небречь неоовпадеши контуров линий поган щения и иопуокания і при определении KOfr центрации атомов ртуя в ооотояниях 63Pf I 6V1
кривыми
A(Xn^x I), получении при к(0) ««(i>). Связь коэффициента поглощения в макоимуме линии ъгтлх о< суммарной концентрацией атомов в резонаноных состояниях находится так же, как в работе [32]. Сначала определяется велична коэффициента поглощения в центре одной из компонент лиши (например, первой) по формуле
пользоватьи зависимосп
Рио.2.7.
(2.8]
где ае^ - коэффициент поглощения в центре А-й компонента; и>А« 2уІп2'*\і*-*ь)ІД*ь]. Боли первая компонента принадлежи четному изотопу, то о помощью формулы (2.8) находится конца» рация данного изотопа на поглощающем уровне. В случае нечетного изотопа, формула (2.8) дает концентрацию на сверхтонком подуровне и полная концентрация нечетного изотопа находитої из соотношения
где концентрация на г-и подуровне сверхтонкой отрукту-
•104
рн поглощающего уровня нечетного изотопа;g?«2J+ і; Ytp&p A ¦(2J+l)(2J+l); J - момент электронной оболочки в поглощающем состоянии; I - момент ядра нечетного изотопа (Hg1ee: I = 1/2, Hg20*: I = 3/2). Далее, зная процентное оодержание данного юотопа, можно определить суммарную концентрацию на поглощаю-цен (резонаноном) уровне .Для концентрации атомов ртутив 63JJ-состояіши было получено ооотношение: lNr = 5,4-10??^/. Дія концентрации 61P1-атомов: INp = i,O4.I0*09emea.Z.
