電漿光譜學，以原子物理學和電漿物理學為基礎的研究電漿光譜的學科。
基本介紹
- 中文名：電漿光譜學
- 釋義：以原子物理學和電漿物理學為基礎的研究電漿光譜的學科
主要內容是確定電漿的參量以及這些參量與各種物理過程的聯繫，研究輻射傳輸和能量損失問題，建立可靠的原子參數系統。電漿發射的電磁輻射大部分起源於原子和分子過程。電子從某一高束縛態向低束縛態躍遷、自由電子複合到束縛態、自由電子在離子的庫侖場作用下損失動能時，都要產生電磁輻射（繞磁場旋轉的電子也要產生電磁輻射，即迴旋輻射）。這些輻射的波段介於紅外到紫外線。它們攜帶著大量關於電漿複雜的原子過程的信息。輻射的形式包括線狀譜、帶狀譜和連續譜。線狀譜的總強度與電子和離子的密度和溫度有關，測量譜線的強度可得到電子和離子的密度和溫度。測量連續譜的強度可得到電子密度和溫度。另外，從譜線的形狀和輪廓也能推知電漿的有關參量。實際上，光譜線並不是“線”而具有一定寬度的輪廓。電漿中引起譜線加寬的因素很多，但主要因素是都卜勒效應和斯塔克效應，所引起的譜線加寬分別稱為都卜勒加寬和斯塔克加寬。都卜勒加寬是由於電漿中各種粒子的無規的熱運動而引起的頻移，使譜線按某種分布而加寬。電漿中每個發光粒子在其他粒子的作用下能級會發生變化，因而發射的譜線要發生分裂或位移，這種效應稱為斯塔克效應。所有分裂的譜線疊加的結果使譜線變寬，稱為斯塔克加寬。在溫度較低（幾個電子伏）、密度較高（大於1020米–1）的電漿中，常用斯塔克加寬來測量電漿的電子密度。磁場也能使譜線分裂而加寬，稱為塞曼效應。根據測到的譜線塞曼分裂的大小可測得電漿中磁場的大小。熱核聚變電漿中磁場很強，譜線塞曼分裂也較顯著，因此常通過測量譜線的塞曼分裂來得出其中磁場的大小。高溫電漿中，原子可失去一個以上的電子而成為高次離化的離子。如以雜質形式出現在電漿中的重元素高次離化離子CⅣ、CⅤ、OⅥ、NⅤ、FeⅩⅨ、TiⅩⅨ等的線狀譜處於遠紫外波段，其連續譜發射強度的極大值也隨著溫度的升高而移向短波方向。分析這些重金屬元素高次離化譜線出現的時間和空間位置，可得到電漿的輸運過程、輻射損失等的信息。
