ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНОЇ ЛІНІЇ -заходи немонохроматичності спектральної лінії. Ш.С. л. визначають як відстань між точками контуру спектральної лінії, в яких брало інтенсивність дорівнює половині її макс, значення. У науковій літературі замість терміна "Ш.С. л." іноді використовують англ. абревіатуру FWHM - Full Width at Half Maximum. Ш. с. л. висловлюють в одиницях кругової частоти - dw (с -1), частоти - dv (Гц), довжини хвилі - dl (нм) або хвильового числа - d (1 / l) = dv / c (див -1). Іноді під Ш.с.л. розуміють полуширину g = dw / 2; для класичні. осцилятора g є константа загасання амплітуди вільних коливань.
Для ізольованої квантової системи характерна природна (радіаційна) Ш. с. л. dve. обумовлена сумою ширини рівнів енергії, між якими відбувається відповідний даної спектральної лінії спонтанний квантовий перехід. Для дозволених відбору правилами переходів dve l -2. Величина dve дуже мала в радіодіапазоні, для ІК-ліній dve
100 Гц, в видимому і УФ-діапазонах dve
10 МГц (для інтенсивних ліній). Для ізлучат. переходів з метастабільних станів природ. ширина може бути дуже малою; так, для строго забороненої лінії водню 2S1 / 2 - 1S1 / 2 величина dve обумовлена двухфотонная розпадом верх. рівня і становить всього бл. 1,3 Гц.
У розріджених газах з максвелловським розподілом часток за швидкостями спектральні лінії мають доплерівську ширину, яка визначається Доплера ефектом:
де -наіб. ймовірна швидкість частинок в газі, M - маса атома (або молекули), w0 - кругова частота спектральної лінії. T. о. доплеровская ширина залежить від темп-ри і часто використовується для її визначення.
У щільних газах, плазмі. рідинах і твердих тілах Ш.С. л. обумовлена взаємодією частинок (див. Розширення спектральних ліній). Так, Ш. с. л. водородоподобного іона із зарядом ядра Z в плазмі в осн. визначається квазістатіч. розширенням іонами:
де Z, - заряд, що обурюють іонів, Ni - їх концентрація (число в 1 см 3), n і п '- гл. квантові числа рівнів енергії, що беруть участь в квантовому переході. У більшості випадків, однак, механізм розширення спектральних ліній в плазмі ударний. Якщо при цьому на випромінює систему впливає дек. видів обурюють частинок, то повна Ш.С. л. дорівнює сумі ширини, викликаних ударним впливом всіх частинок:
де Nm концентрація частинок виду т. a Km = 2
де n - гл. квантове число верх. рівня, m - його квантовий дефект. z - спектроскопіч. символ іона, Ne - концентрація електронів, множник а0,2-0,5 для нейтральних атомів, для одноразових іонів а1. Ударним механізмом пояснюється також розширення радіоліній, що відповідають переходам між високовозбуждённимі рівнями атомів водню. При цьому Ш. с. л. обумовлена непружними переходами і пропорц. концентрації заряджу. частинок.
У нейтральних газах розширення спектральних ліній атомами сторонніх газів визначається потенціалом ван-дер-ваальсовского взаємодії V = C6 / R 6 (R - відстань між атомами, C6 - постійна для даного типу взаємодіючих атомів); Ш.С. л. виражається ф-лій
де M - зведена маса частинок, що стикаються, N - їх концентрація. Наїб. розширення в атомарних нейтральних газах відчувають резонансні лінії в однорідному газі (резонансне розширення). Для ізольованої резонансної лінії
де т - маса електрона, f01-сила осцилятора переходу 01, J0 і J1 -квантовие числа повного моменту для основного і резонансного рівнів.
Константи розширення До для колебательно-вращат. і вра-щат. ліній більшості молекул практично одного порядку величини. При темп-ре T = 300 К характерне значення K
1 · 10 -9 см 3 с -1. Для великих вращат. квантових чисел, коли різниця енергій рівнів порівнянна з kT. ущіреніе стає в дек. разів менше. Величина К зазвичай T a. причому емпіріч. значення показника a для разл. пар молекул складають 0,12-0,40. Розширення, пов'язане з власної. тиском газу, істотно перевищує розширення стороннім газом лише в деяких випадках - найчастіше у полярних молекул. Так, константа розширення тиском для вращат. лінії H2 O з частотою 380 ГГц становить 7,5 · 10 -9 см 3 с -1. За Ш.С. л. обумовленої взаємодією частинок, визначають їх концентрацію в випромінюючих і поглинаючих об'єктах (див. напр. Діагностика плазми).
Спектральні лінії з дуже малою шириною реалізуються при ядерних переходах в кристалах при Мёссбауераеффекте. вузькі спектральні лінії випускаються квантовими генераторами - Мазер і лазерами.
Літ .: Konjevic N. Dimitrijevic M.S. Wiese W. L. Experimental stark widths and shifts for spectral lines of neutral atoms, "J. Phys. Chem. Ref. Data", 1984, v. 13, № 3, p. 619: Konjevic N. DimitrijevicM. S. Experimental stark widths and shifts for spectral lines of positive ions, там же, p. 649; см. також літ. при ст. Розширення спектральних ліній. E. А. Юков.