等離子體光譜診斷（完整版）

1、華中科技大學(xué)研究生課程考試答題本考生XXX璐考生學(xué)號(hào)D202177286系、年級(jí)2021級(jí)類(lèi)別高電壓與絕緣技術(shù)系 考試科目等離子光譜診斷 考試日期假設(shè)佛克特譜線(xiàn)輪廓逐步計(jì)算二價(jià)分子和原子的光譜概論 本文講述的是模擬二價(jià)分子和原子的電子躍遷導(dǎo)致光譜線(xiàn)的形成的計(jì)算機(jī)程序。 這 個(gè)程序通過(guò)解釋在計(jì)算中所有的獨(dú)立自旋量和原子譜線(xiàn)對(duì)光譜的作用形成一條光譜。 每一條 譜線(xiàn)的總和在光譜學(xué)中被稱(chēng)作近似的 佛克特剖線(xiàn)。 這個(gè)程序還能生成一種光學(xué)稀薄氣體中的 譜線(xiàn)或者同時(shí)存在發(fā)射和吸收情況下的光譜。 這種方法能夠允許計(jì)算的范圍從一團(tuán)圓柱狀的 低溫氣體伴隨著產(chǎn)生的吸收光譜到一個(gè)非等溫天然氣體的高溫自吸收發(fā)射光譜。

2、如果需要的 話(huà)，計(jì)算機(jī)能夠立即產(chǎn)生光譜圖。 這個(gè)具有敏感性和廣域性的工具能形成光柵攝譜儀或者波 長(zhǎng)輻射記。 許多介紹這個(gè)程序的多用途性的例子已經(jīng)被提出。 這些信息被給與那些需要這個(gè) 程序的拷貝或者一份包含使用說(shuō)明的閱讀者。說(shuō)明文章中描述的這個(gè)程序能夠很好的描述 二價(jià)分子和原子的電子躍遷形成的光譜 線(xiàn)。在參考文獻(xiàn) 1 中討論到這個(gè)方法能極大的擴(kuò)展和提高程序的多樣性使之能適 用于絕大多數(shù)原子和二原子分子躍遷。特別的，這個(gè)程序還包含：1. 所有相似躍遷忽略自旋態(tài)和兩倍 入忽略自旋量和兩倍 入指的是多重線(xiàn)強(qiáng)度來(lái)自于單一的“有效光線(xiàn)2. 所有垂直躍遷忽略自旋態(tài)和兩倍 A。3. 2ni2工躍遷，忽略?xún)杀度?/p>

3、。4. 原子譜線(xiàn)。5. 當(dāng)分子由于旋轉(zhuǎn)而分裂的時(shí)候譜線(xiàn)循環(huán)計(jì)算將選擇終止。6. 對(duì)于同核分子這種選擇包含譜線(xiàn)濃度的改變。7. 使用一個(gè)近似的 活格模型來(lái)描述譜線(xiàn)形態(tài)。8. 輻射能量轉(zhuǎn)移通過(guò)多分子構(gòu)造有不同的熱力學(xué)概率。 從以上的例子可以清楚的了解到任何允許的計(jì)算的二原子躍遷都有一定程度的 近似；因此只有121 z躍遷能被準(zhǔn)確計(jì)算。所有單原子躍遷和 2n-> 2工躍遷都 是近似，因?yàn)槎度氲挠绊憣?shí)在太小。自旋態(tài)和兩倍入的限制可以隨著模型程序 的重組而改變，但隨著而來(lái)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)運(yùn)行需要更多的時(shí)間。依據(jù)計(jì)算機(jī)程序，以下輸出選擇可用 :1. 作為一種波長(zhǎng)效應(yīng)，光譜濃度能夠被制成表格。2. 計(jì)算

4、機(jī)光譜理論能夠 機(jī)器繪制。3. 以任意波長(zhǎng)間距的完整光強(qiáng)譜也能被繪制出。4. 在計(jì)算機(jī)光譜中，一個(gè)任意波長(zhǎng)間隔的譜線(xiàn)可以用生長(zhǎng)曲線(xiàn)來(lái)計(jì)算。5. 計(jì)算機(jī)光譜結(jié)合特定靈敏的工具來(lái)產(chǎn)生一個(gè)描述構(gòu)造的量，例如產(chǎn)生電壓或 者輻射量。構(gòu)造帶的能傳遞最大超過(guò) 99 條直線(xiàn)局部或者高斯曲線(xiàn)。這個(gè)敏感元 件可以認(rèn)為是一個(gè)安裝好的波長(zhǎng)帶通過(guò)傳遞來(lái)觸發(fā)一個(gè)輻射計(jì)或者通過(guò)掃描任 何波長(zhǎng)間距的存儲(chǔ)單元。 作為一個(gè)波長(zhǎng)去模擬光譜的效果， 這個(gè)敏感局部能被改 變，這樣的話(huà)這種改變能夠被一個(gè)具有線(xiàn)性色散的工具所記錄下來(lái) 光譜儀柵格， 這種模擬光譜也能被描述。COSMIC, Barrow Hall, University of

5、 Georgia, Athens, Georgia 都在使用這個(gè) 程序。這個(gè)程序包含原始程序卡片組， 一個(gè) 18 種二原子系統(tǒng)的光譜學(xué)數(shù)據(jù)的 800 位磁帶，一個(gè)搭配程序擴(kuò)展校驗(yàn)的輸入和輸出。當(dāng)需要這個(gè)程序的時(shí)候，參考 ARC-10127 號(hào)閃光紙。除此之外，一個(gè)使用手冊(cè)在參考文獻(xiàn) 2 中登載。理論一個(gè)真實(shí)的光譜總是由大量的分子旋轉(zhuǎn)譜線(xiàn)， 原子譜線(xiàn)和連續(xù)譜線(xiàn)重疊而形 成。如果要用計(jì)算機(jī)去準(zhǔn)確的模擬自然中的光譜， 每一個(gè)輻射源必須考慮到。 現(xiàn) 在的程序試圖合理的描述分子旋轉(zhuǎn)譜線(xiàn)和原子譜線(xiàn)。 接下來(lái)的討論被輻射體理論 所局限同時(shí)又試圖簡(jiǎn)潔的解釋這些。在相關(guān)的舉例中能找到詳細(xì)介紹。為了合理的計(jì)算光強(qiáng)

6、， 需要考慮氣體中各種粒子組成輻射源的內(nèi)在聯(lián)系。 這 種內(nèi)在聯(lián)系在很多文獻(xiàn)中討論過(guò) 3，4 ，和準(zhǔn)確的理解輻射傳輸量綱方程的各種不 同形式 3公式1得出光強(qiáng)梯度，I, W/cm2-y-sr, x是根據(jù)氣體范圍和三大根本 局部；第一局部，考慮自發(fā)輻射的影響，是獨(dú)立的光強(qiáng)。其余的局部包含發(fā)射和 吸收光譜,在 x 點(diǎn)時(shí)候濃度特殊,這意味著剩下的公式是：公式3說(shuō)明吸收系數(shù)a是指在特定情況下那些用來(lái)計(jì)算特性光譜濃度的參 數(shù)現(xiàn)在指的是真實(shí)光譜 。在基爾霍夫等式下,由于自發(fā)輻射,這個(gè)系數(shù) 等于光譜濃度。a=E”B入?，F(xiàn)在的程序第一次描述自發(fā)發(fā)射光譜 E入通過(guò)總結(jié)在 光譜范圍的一些點(diǎn)的所有存在的原子和旋轉(zhuǎn)譜線(xiàn)

7、的光譜分配。 在計(jì)算中, 這些點(diǎn) 平均分配在比現(xiàn)在存在的最窄的譜線(xiàn)寬度的小尺寸中。 接著,每一點(diǎn)的吸收系數(shù) 被黑體輻射效應(yīng)簡(jiǎn)單劃分。最后,根據(jù)公式 3一個(gè)給定的氣體深度和入射輻 射源形成真實(shí)光譜。 這個(gè)程序有很高的實(shí)用性是因?yàn)橐粋€(gè)氣體層的真實(shí)光譜能夠 被存儲(chǔ),然后可以被作為一個(gè)新的氣體層的入射輻射光譜。 這樣就允許從各種復(fù) 雜的輻射源來(lái)計(jì)算真實(shí)光譜, 而在這些復(fù)雜的輻射源中的每一層有詳細(xì)的熱化學(xué) 和熱力學(xué)性質(zhì)。如果最后的結(jié)果是一個(gè)微弱的可見(jiàn)光譜， 它將被自發(fā)發(fā)射光譜E入直接賦予。 這樣公式 3中的約束條件 a?l<< 1。這個(gè)過(guò)程的起始點(diǎn)是計(jì)算自發(fā)發(fā)射光譜 E胚信息的三個(gè)根本局部需

8、要每一 個(gè)自旋譜線(xiàn)和原子譜線(xiàn)來(lái)完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)， 光線(xiàn)中心波長(zhǎng)的位置 心L，由自發(fā)發(fā)射產(chǎn) 生的總體譜線(xiàn)濃度E,適當(dāng)?shù)墓饩€(xiàn)屬性。這三個(gè)局部中的第一局部被程序以一種 數(shù)學(xué)表達(dá)來(lái)描述從而產(chǎn)生能使用包括二原子分子和原子的信息， 其他兩個(gè)局部描 述能任意用于產(chǎn)生自發(fā)發(fā)生光譜的更深入的信息。 關(guān)于一個(gè)給定的震蕩帶的最大 自旋量子數(shù)的測(cè)定和來(lái)自同核二原子分子的光譜線(xiàn)增加也已經(jīng)給定。1 譜線(xiàn)中心的波長(zhǎng)A. 原子。每個(gè)原子譜線(xiàn)的中心波長(zhǎng)被輸入程序使得數(shù)學(xué)表達(dá)變得不怎么需要。 原子譜線(xiàn)波長(zhǎng)被制成多種形式的表格 5 。B. 雙原子分子。關(guān)于自旋譜線(xiàn)的中心波長(zhǎng)的一般表達(dá)在參考文獻(xiàn)中給出。 關(guān)于 ?， ?'基點(diǎn)帶的

9、轉(zhuǎn)移能夠直接輸入或者被這個(gè)程序來(lái)計(jì)算自旋常數(shù)能量，F(xiàn)J，指的是一種類(lèi)似于J的電子水平的函數(shù)。關(guān)于 F J的表達(dá)形式的單次躍遷在參考文獻(xiàn) 中被給出。在這個(gè)程序中，這種表達(dá)形式不僅用于單一躍遷也同樣適用于那些自旋分裂 可以被忽略的所有躍遷，在三線(xiàn)態(tài)情況下的表達(dá)為=0在這些躍遷中，三線(xiàn)態(tài)的中心組成局部被作為有效的光譜波長(zhǎng)來(lái)使用。因此，三線(xiàn)態(tài)=0 FJ的表達(dá)為，當(dāng)自旋分裂不能被忽略的時(shí)候，就必須使用 FJ的一種更準(zhǔn)確的表達(dá)來(lái) 描述單獨(dú)水平。例如，頻譜從2n-T2的躍遷除非在自旋分裂被考慮的情況下 才能被很好的表達(dá)。在程序中，F(xiàn) J在這些躍遷下的表達(dá)為，忽略 M咅是： 在參考文獻(xiàn)中，增加Dv的表達(dá)形式被

10、給出。由于高次項(xiàng)被忽略，因此從 12到 8的獨(dú)立項(xiàng)被約去。這一點(diǎn)在 781頁(yè)會(huì)更深入討論。2. 由自發(fā)發(fā)射產(chǎn)生的譜線(xiàn)強(qiáng)度綜合A原子。一個(gè)單一原子光線(xiàn)產(chǎn)生的自發(fā)發(fā)射光譜線(xiàn)總體強(qiáng)度公式可以表達(dá) 為：愛(ài)因斯坦系數(shù)能夠在參考文獻(xiàn) 5中的表格中找到， 在參考文獻(xiàn)9中能找到 N 和O還有其他離子的分析函數(shù)。就像在參考文獻(xiàn)中討論的一樣，為了防止錯(cuò)誤， 公式中的分析函數(shù)在使用的時(shí)候必須單質(zhì)計(jì)算。B.雙原子分子。簡(jiǎn)單的，一個(gè)單一自旋譜線(xiàn)的自發(fā)發(fā)射光譜的總體強(qiáng)度公 式如下：一般的，在一個(gè)電子躍遷的多重譜線(xiàn)中，電子躍遷的瞬時(shí)值不能由每個(gè)躍 遷產(chǎn)生，需要使用一個(gè)平均值。這個(gè)重和是包含高能級(jí)和低能級(jí)的多重譜線(xiàn)水平的所有

11、電子躍遷。當(dāng)公式 13代人公式 12，結(jié)果得出譜線(xiàn)總體強(qiáng)度的數(shù)值與尼古拉斯和斯圖爾特表 述的一致。這個(gè)電子躍遷時(shí)刻通常是一個(gè)測(cè)量量，并且與吸收量一起聯(lián)系使用。 根據(jù)電子躍遷， 吸收量和躍遷時(shí)刻能夠隨著波長(zhǎng)而改變。 在文獻(xiàn)中， 一些分 子變化量的描述能夠找到。公式中的康登因素和光線(xiàn)強(qiáng)度因素都可以理論推出。如果，完整的電子多重譜線(xiàn)結(jié)合一個(gè)有效能量水平，自旋態(tài)和X可以被忽略。 如果自旋量需要考慮，例如2n-T2躍遷，c,?,?必須把du取代。如果自旋態(tài) 和糸都要被考慮，那么？?需要被1.0取代。二價(jià)原子的局部效應(yīng)能被公式 16最近似計(jì)算。 總和是所有考慮到的溫度的電子能級(jí)和每個(gè)電子能級(jí)的震蕩水平或者

12、這個(gè) 公式描述到達(dá)假象的峰值的計(jì)算。 為了追求準(zhǔn)確性和連續(xù)性， 現(xiàn)在的程序中使用 雙原子粒子濃度， 這樣必須不斷校驗(yàn)在等價(jià)于那些公式的計(jì)算結(jié)果所使用的邊界 條件。必須注意分別在公式 15和16中電子的特殊性，震蕩性，自旋溫度， 需要假設(shè)每個(gè)能量模型有不同的玻爾茲曼奉獻(xiàn)構(gòu)成。光強(qiáng)因素，根據(jù)電子躍遷類(lèi)型和 J.As 在說(shuō)明中提及的自旋多重度，三種類(lèi) 型的電子躍遷程序都有考慮，但是自旋多重度僅僅考慮2n-J工躍遷。在每個(gè)類(lèi)型中，光線(xiàn)強(qiáng)度因素的表達(dá)的討論在下文提出。1. 平行躍遷人二。這些被高能級(jí)P和R還有其他低能級(jí)描述的躍遷 通過(guò)增加量子數(shù)而快速的消逝。 躍遷中的自旋多旋度在程序中被忽略， 強(qiáng)度因素

13、 按照1工工分配。通過(guò)這種分配，低能級(jí)被認(rèn)為強(qiáng)度是 0。然而，流失的強(qiáng)度按照P,R層分 布，因?yàn)榭倧?qiáng)度必須遵守下面的準(zhǔn)那么。有意思的是，通過(guò)限制高能級(jí) K值，這 種強(qiáng)度分配會(huì)準(zhǔn)確的忽略自旋。2. 垂直躍遷4A= 1。這些躍遷被高能級(jí)Q層和稍微低能級(jí)P層和R層。 如果電子自旋結(jié)果為 0，他們就是唯一的層。如果計(jì)算的結(jié)果不是 0，那么說(shuō)明 其他低能級(jí)層存在， 但是隨著量子數(shù)的增加而快速的消逝。 僅僅程序中應(yīng)用的唯 一強(qiáng)度因素來(lái)自參考文獻(xiàn) 。3. 2 n-J工躍遷。這些躍遷說(shuō)明12中可能的層，從 J=0 ± 1， K=0 ±1，±2 都必須要算。如果 ?沒(méi)有包含在自旋能

14、量公式，來(lái)自于四層的自旋譜 線(xiàn)與其他四層有著一樣的波長(zhǎng)，那些數(shù)目可見(jiàn)的層會(huì)降到 8. 在總結(jié)兩個(gè)別離強(qiáng) 度因素的時(shí)候，兩倍譜線(xiàn)的有效強(qiáng)度被發(fā)現(xiàn)。三譜線(xiàn)類(lèi)型。這種譜線(xiàn)類(lèi)型被 佛克特剖線(xiàn)近似假設(shè)。參考文獻(xiàn) 15給出佛克特剖線(xiàn)的閉合形 式的近似，導(dǎo)致其本身快速計(jì)算而且一般其準(zhǔn)確率能到達(dá) 3%或者更低。這種近 似在程序中被使用，近似的公式在下面列出。CDv, CDl，佛克特剖線(xiàn)都是給定，一個(gè)來(lái)自譜線(xiàn)中心的譜線(xiàn)寬度特殊量被加進(jìn) 自發(fā)發(fā)射光譜。這種特殊性能被兩種方式中的一種構(gòu)成。 當(dāng)真實(shí)光譜被過(guò)量吸收， 我們感興趣餓范圍增加到任意光譜線(xiàn)的中心， 最近譜線(xiàn)的遠(yuǎn)端也必須考慮。 由于 這個(gè)原因，到這些邊緣的計(jì)算

15、距離為了合理的模擬，必須在程序中具體的輸入。 因此，從一些數(shù)量的譜線(xiàn)中心在一個(gè)大范圍安置目標(biāo)點(diǎn)會(huì)顯著增加計(jì)算機(jī)的計(jì)算 時(shí)間。在那些包含大量閉合空間曲線(xiàn)或者可見(jiàn)稀薄空氣的光譜領(lǐng)域， 譜線(xiàn)的遠(yuǎn)端就 不重要了。 在這種情況下， 就可以忽略掉目標(biāo)距離的具體輸入數(shù)據(jù)， 程序?qū)⒏鶕?jù) 具體的譜線(xiàn)類(lèi)型設(shè)置距離。對(duì)于一個(gè)完全的高斯剖面，?/ ?被?忽略從光線(xiàn)中心往外的 3 個(gè)光線(xiàn)長(zhǎng)度。 對(duì)于洛侖茲或者沃伊特剖面， 光線(xiàn)的邊際更強(qiáng)所以是從 光線(xiàn)中心的 5個(gè)長(zhǎng)度。在最壞的情況下，接近 5%的自發(fā)譜線(xiàn)強(qiáng)度超過(guò)目標(biāo)點(diǎn)， 這樣在計(jì)算中不會(huì)考慮。四自旋量子數(shù)的最大值 由于這個(gè)程序計(jì)算雙原子線(xiàn)性光譜， 必須在計(jì)算中考慮懸著轉(zhuǎn)

16、動(dòng)譜線(xiàn)量子 數(shù)的準(zhǔn)那么。使用者通過(guò)規(guī)定最大的和最小的自旋量子數(shù)來(lái)獲得每個(gè)振蕩躍遷從 而做出這個(gè)選擇， 與此同時(shí)， 這個(gè)程序能在自旋導(dǎo)致分子分裂之前， 計(jì)算出最大 可能的自旋量子數(shù)。這種找出最大自旋量子數(shù)的方法在參考文獻(xiàn) 6， 12中也有相 似的介紹。自旋系統(tǒng)中有效電位能量是由旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和莫爾斯勢(shì)函數(shù)總和。 五雙原子分子光譜同核分子光譜帶在譜線(xiàn)強(qiáng)度中呈現(xiàn)出一中特性交替。 在一些情況下， 由于核 自旋導(dǎo)致多重性的改變或者自旋水平的統(tǒng)計(jì)權(quán)重的改變從而使得其他譜線(xiàn)完全 消失，這在參考文獻(xiàn) 6中有相關(guān)描述。這個(gè)規(guī)律可以用數(shù)學(xué)式表達(dá)在程序中被使 用。程序校驗(yàn)和計(jì)算實(shí)例一個(gè)計(jì)算機(jī)程序顯然只能和那些根底的和模型

17、的數(shù)序表達(dá)能轉(zhuǎn)化進(jìn)計(jì)算機(jī) 的理論模型做的一樣好。 首先的局部是定義模型的范圍和討論在應(yīng)用中的重要假 設(shè)。這個(gè)局部的主要目的是按照需要定義計(jì)算機(jī)程序的光譜和對(duì)于它的重要性和 多樣性做一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算解釋。在開(kāi)場(chǎng)程序之前， 需要明白的是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間是由產(chǎn)生自發(fā)發(fā)生光譜所 需要的時(shí)間決定的。這個(gè)時(shí)間能被公式推出。運(yùn)行時(shí)間包含光線(xiàn)總數(shù)光線(xiàn)截至點(diǎn)的線(xiàn)寬量叫/ 分鐘 過(guò)去工作中使用的計(jì)算機(jī)是IBM7094，常數(shù)是5.8 >10-5分鐘/條。一些簡(jiǎn)單 計(jì)算的運(yùn)行時(shí)間將在下面給出。1. 光線(xiàn)中心波長(zhǎng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)程序計(jì)算結(jié)果想比較，得出公式 5準(zhǔn)確的表述波長(zhǎng)圖一中顯示的是計(jì)算機(jī)計(jì)算紅外躍遷的譜頭波長(zhǎng)

18、與參考文獻(xiàn) 17中的測(cè)量結(jié)果比 照的具體結(jié)果。 每個(gè)躍遷的第四譜頭波長(zhǎng)的計(jì)算數(shù)據(jù)從可用的數(shù)據(jù)中祛除， 這個(gè) 區(qū)別以振動(dòng)量子數(shù)的圖標(biāo)表示出來(lái)。量子數(shù)帶由增長(zhǎng)的波長(zhǎng)決定包含的范圍是 4800到11000艾。參考文獻(xiàn) 6， 18提供計(jì)算機(jī)使用的光譜常數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，誤差 在 0.5 ?；蛘咝∮谝粋€(gè)波長(zhǎng)寬度范圍。振動(dòng)量子數(shù)能證明公式5，6，10的推導(dǎo)是正確的。的光譜常數(shù)和測(cè)量波長(zhǎng)都在程序中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。 或者， 如果測(cè)得新的波長(zhǎng)， 這 個(gè)程序也能很好確實(shí)定適宜的新光譜常數(shù)。2. 弱可見(jiàn)光強(qiáng)準(zhǔn)確地表述光強(qiáng)取決于自發(fā)發(fā)射，公式 12，這個(gè)光強(qiáng)通過(guò)把 1cm 路徑長(zhǎng) 度的弱可見(jiàn)光強(qiáng)帶與 Q 理論的值相比較來(lái)檢驗(yàn)。

19、 Q 理論不是為了產(chǎn)生詳細(xì)的光 帶構(gòu)造，而是對(duì)于從一個(gè)到另一個(gè)帶序的弱可見(jiàn)光強(qiáng)中能得到有用的結(jié)果。這種比較在圖 2中顯示，表3顯示的是在二氧化碳和氮?dú)飧髡?50%的混合氣 體加熱到5000k情況下的主要光譜特征，圖2中上曲線(xiàn)表示現(xiàn)在計(jì)算的結(jié)果，而 下曲線(xiàn)那么是 Q 理論的結(jié)果?，F(xiàn)在的計(jì)算顯示得到的數(shù)據(jù)與艾姆斯常規(guī)機(jī)器中 得到的數(shù)據(jù)一樣。 用這種技術(shù)， 每個(gè)計(jì)算點(diǎn)與它附近的直線(xiàn)相連。 在譜帶系統(tǒng)的 重疊局部， Q 理論通過(guò)把現(xiàn)在有用的系統(tǒng)相加來(lái)現(xiàn)在的計(jì)算結(jié)果做比較從而制成 表格。譜帶系統(tǒng)認(rèn)為，紫色B2x2，紅色A2n x22:,廣域?n?n? 躍遷，具體類(lèi)型在參考文獻(xiàn) 19中提到。無(wú)量綱躍遷平方

20、，是對(duì)每個(gè)譜帶系統(tǒng)的連續(xù)假設(shè)，使用值分別為各自 0.56， 0.52和 3.56?？档侵丿B因數(shù)在參考文獻(xiàn) 20中提到。紅色的光譜分析在參考文獻(xiàn) 6， 18 ，21提到。關(guān)于 ?2?的光譜分析在參考文獻(xiàn) 22提到。線(xiàn)性計(jì)算中的光線(xiàn)類(lèi)型被指 定為 ?=2.0 埃的高斯剖線(xiàn)。 接近 7774埃的臭氧分子也可以進(jìn)展線(xiàn)性計(jì)算， 但是 在這個(gè)情況下， 光線(xiàn)太弱而不能在紅譜構(gòu)造中顯示出來(lái)。 這個(gè)例子解釋了在二原 子氣體中大量自旋譜線(xiàn)是 68100條獨(dú)立自旋曲線(xiàn)和三原子譜線(xiàn)。 由于這個(gè)原因計(jì) 算機(jī)計(jì)算時(shí)間在 50分鐘。表三給出典型的弱可見(jiàn)光與三系統(tǒng)變化譜帶的比較。每個(gè)分支在 150次自 旋譜線(xiàn)后終止。這是因?yàn)?/p>

21、根據(jù)計(jì)算說(shuō)明幾乎沒(méi)有超過(guò)了 150次以后沒(méi)有更多的能 量存在。相比較而言， Q 能夠應(yīng)用于更限制的波長(zhǎng)間隔。通過(guò)比較而選出的譜帶 依靠波長(zhǎng)的不同來(lái)區(qū)別目的是為了取滿(mǎn)廣泛獨(dú)立的譜線(xiàn)空間。 積分強(qiáng)度的比較大 體上是好的， 最主要的區(qū)別發(fā)生在系統(tǒng)。 這個(gè)結(jié)果是合理的， 因?yàn)榧t譜系統(tǒng)構(gòu)造 很復(fù)雜而 Q 理論得到的結(jié)果在簡(jiǎn)潔性上不如這個(gè)系統(tǒng)的結(jié)果，為了得到比現(xiàn)在的計(jì)算更簡(jiǎn)潔，有用的結(jié)果。在表三顯示現(xiàn)在的計(jì)算與參考文獻(xiàn) 9 中提到的三氧 原子系統(tǒng)產(chǎn)生的弱強(qiáng)度光譜相吻合，同時(shí)也可以推出公式 11是合理的。 3計(jì)算單獨(dú)高溫氣體和分子曲線(xiàn)增長(zhǎng)的真實(shí)光譜。通過(guò)使用已經(jīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算的自發(fā)發(fā)射光譜得到結(jié)果， 而輻射躍遷通

22、過(guò)線(xiàn)性計(jì)算1工來(lái)表達(dá)。他們的計(jì)算不是由輻射引起的，因?yàn)檫@個(gè)原因，修改很小而且不 能被忽略。 這個(gè)計(jì)算仍然需要福伊特剖線(xiàn)進(jìn)展檢驗(yàn)， 而且這個(gè)程序能夠通過(guò)篦光 譜儀產(chǎn)生一個(gè)同樣的光譜。圖三顯示這個(gè)不需要儀器擴(kuò)展的真實(shí)光譜，在計(jì)算中，從參考文獻(xiàn)6和參考文獻(xiàn)23弗蘭克-康登因子得到分光光譜。電子躍遷的無(wú)窮小量為3.31 X0-2，寬度 是10.3厘米，氣體溫度是3600K，同物種濃度為1.38 X016part/cco輸入光線(xiàn)寬 度 翊=0.038埃，*0.103埃，福伊特寬度 3=0.116埃。這些輸入數(shù)據(jù)與參考文 獻(xiàn)【23】中的數(shù)據(jù)一樣。圖三中，0, 0R分支的溫度最大值曲線(xiàn)到達(dá) 3600K。因

23、為這個(gè)原因，計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間是 2分鐘。圖三b顯示圖三a的光譜圖，它是通過(guò)一個(gè)1.2埃寬具有頂點(diǎn)反響集 合的矩形光柵功能的光譜儀描繪出來(lái)。 文章中表示可一次可以從參考文獻(xiàn) 23中引 用3600K，黑體輻射曲線(xiàn)，參照合成光譜來(lái)讀取這些點(diǎn)。這種符合度很好，只是 在譜帶前端的很遠(yuǎn)位置才有微小的不同。以上的參照是為了那些沒(méi)有涉及自旋態(tài)的12 -12躍遷。然而在一些躍遷中， 自旋態(tài)是存在的， 忽略它會(huì)在計(jì)算大量自吸收光譜的時(shí)候產(chǎn)生大量的錯(cuò)誤。 修正 自吸收光譜明顯的方法就是在計(jì)算程序中做出重要修改， 使得每一個(gè)獨(dú)立譜線(xiàn)符 合1口工。但是不幸的是會(huì)增加計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。另一種方法是找到一種有 效的譜線(xiàn)類(lèi)型，

24、 而這種譜線(xiàn)會(huì)導(dǎo)致其強(qiáng)度的最大值與正確的多重譜線(xiàn)近視。 兩個(gè) 限制性的原因必須考慮到：1當(dāng)自旋分裂光譜比光線(xiàn)寬度還短的時(shí)候， 這些光 線(xiàn)將變成一個(gè)單一的譜線(xiàn)。 當(dāng)自旋態(tài)被忽略的時(shí)候， 在計(jì)算機(jī)程序中是一種典型 的情況。2當(dāng)自旋分裂光譜與光線(xiàn)寬度近似時(shí)。在這樣的情況下，光線(xiàn)不會(huì)明 顯的重疊， 通過(guò)使用一個(gè)自旋多重度的一般寬度疊加來(lái)比較一個(gè) “真實(shí)光線(xiàn)寬 度從而使得光線(xiàn)中心的強(qiáng)度最大值最逼真。 這樣可以有效的模糊光線(xiàn)與真實(shí)的多 重譜線(xiàn)的誤差從而不需要增加光強(qiáng)。 由于這個(gè)原因，選擇一個(gè)有效譜寬就更困難。從兩個(gè)限制性的原因中， 評(píng)估誤差。 成長(zhǎng)曲線(xiàn)在 7000K 的計(jì)算是為了在0， 0和 1，1譜帶前

25、端的強(qiáng)度下降梯度。這個(gè)結(jié)果于歸因于三次分裂的費(fèi)爾班計(jì) 算結(jié)果相比較。在圖四a中，這個(gè)比較用完全重疊譜線(xiàn)表示出來(lái)， 在圖四b 中，這個(gè)比較用完全不重疊譜線(xiàn)表示出來(lái)。 在大量自吸收情況下， 費(fèi)爾班結(jié)果不 贊同計(jì)算中使用完全重疊譜線(xiàn)。 然而，完全不重疊光線(xiàn)計(jì)算需要三次使用真實(shí)的 光線(xiàn)寬度，費(fèi)爾班理論中的具體光線(xiàn)寬度很好的符合他的結(jié)果。 最大誤差為 6%。 與高斯和洛倫茨光線(xiàn)譜寬相聯(lián)系的參數(shù)a由圖四a中標(biāo)志性的表格定義。計(jì) 算機(jī)需要運(yùn)行大約四分鐘來(lái)計(jì)算C2曲線(xiàn)生長(zhǎng)。下面的例子通過(guò)新的部件將更深入的介紹這個(gè)程序的可能應(yīng)用。 結(jié)果，現(xiàn)在 沒(méi)有參考的數(shù)據(jù)。圖5第一次顯示這些應(yīng)用，解釋 CO4+1 2 1 2

26、發(fā)射譜線(xiàn)途徑，作為輻 射氣體的幾何深度像黑體限制一樣不斷增長(zhǎng)。從 1440埃到 1700埃范圍內(nèi)的譜帶 都是需要研究的。 CO 放射具體來(lái)說(shuō)就是一定濃度， 密度下?2?和氬氣各 50%被加 熱到6000K。在這個(gè)計(jì)算中，所有的光線(xiàn)必須以 =1.0埃和®=0埃計(jì)算。由 于這是個(gè)單峰躍遷，所以，不需要自旋量子數(shù)的修正。更深入的，對(duì)于所有的 ?， ?"躍遷的無(wú)窮小躍遷量的取值為 0.76，這個(gè) 值與電子吸收光譜常數(shù) f(0.15 到 1545 埃)相對(duì)應(yīng)。參考文獻(xiàn) 25提到弗蘭克 - 康登因 子，參考文獻(xiàn)提到光譜內(nèi)容。值得注意的是，在表中，接近 6000K的黑體輻射 曲線(xiàn)是一個(gè)寬

27、度為5cm的真實(shí)光譜。同樣的，注意1.0cm的路徑長(zhǎng)度，在一些地 方，弱可見(jiàn)光譜事實(shí)上超過(guò)黑體輻射的限制。相似的計(jì)算在圖5中提出，這個(gè)計(jì)算被用于產(chǎn)生圖6CO 4+生長(zhǎng)曲線(xiàn)。關(guān)于0，0與4，3譜帶首段光強(qiáng)梯度計(jì)算將做成以 0.0162 埃寬度的高斯 曲線(xiàn)，這個(gè)計(jì)算是根據(jù)初等多普勒理論和光線(xiàn)寬度參數(shù)a，1.0和0.01。a的取值因?yàn)槌^(guò)文章討論范圍因此取值是任意的。 對(duì)于生長(zhǎng)曲線(xiàn)的計(jì)算所需要的其他參數(shù) 與圖5中所示一樣。由于CO(4+)譜帶空間嚴(yán)密并且屬于紅外光譜，從譜帶尾 部到譜帶頭部 0， 0自發(fā)發(fā)射光譜的強(qiáng)度顯著。在計(jì)算中，這些包括譜帶 200 埃到0， 0 的紫色。在一個(gè)附加的計(jì)算中，確定

28、的一體化空間的自發(fā)發(fā)射光譜 的下一個(gè)譜帶有小于 0.05%超過(guò)這個(gè)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)把每個(gè)曲線(xiàn)生長(zhǎng)運(yùn)行出來(lái)需要差 不多 12 分鐘。圖7 說(shuō)明一個(gè)純潔的高溫氣體的真實(shí)光譜，而這個(gè)光譜通過(guò)線(xiàn)色散工具 來(lái)決定是否需要附加局部。原始?xì)怏w是一個(gè)溫度為6000K，物種濃度為1.0 >015個(gè) /升的 1cm 厚度的氣體。一個(gè)濃度是 2.0 >1021個(gè)/升任意高原子氮?dú)獗徽J(rèn)為能產(chǎn)生兩 條氮?dú)庾V線(xiàn)在紅外區(qū)域臨近 10880 埃。參考文獻(xiàn) 9中，計(jì)算機(jī)計(jì)算所需要的數(shù)據(jù) 來(lái)自于氮?dú)庾V線(xiàn)的自發(fā)發(fā)射光譜的一體化強(qiáng)度。在參考文獻(xiàn)1中紅色光譜曲線(xiàn)與其他譜線(xiàn)有區(qū)別。對(duì)于和N躍遷的高斯譜線(xiàn)寬度，被作為溫度6000K的多普勒譜 線(xiàn)寬度輸入計(jì)算機(jī)。 兩者的譜線(xiàn)寬度參數(shù)假設(shè)為 1.0埃。圖二中