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2002 年 9 月 1 日

光是什麼？ (8) 光譜線半寬度
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 光譜線在光學高鑑別率的觀測中， 顯示出光譜線有相當的寬度和特殊外形。 通常譜線的寬度都以半寬度 (half width) 表示之， 「譜線半寬度」是從譜線最強處兩側降至最高強度 (強度為 I(x0) ) 的一半時兩點 (x0 - d1 和 x0 + d1 ) 的距離 (2 d1)。 上圖下方所標示的大小約相當於此星球觀測鑑別上可見到的星球大小， 此長度取決於星球表面輻射星光的譜線半寬度。 造成光譜線有一定半寬度的原因大致可略有下列數種情況：
         1、自然寬展 (Natural Broadening) ，與原子激發態的半衰期成反比， 其遵守著海森伯 (Heisenberg) 的測不準原理。 也就是說，光譜線的半寬度決定於原子激發態的半衰期和原子或分子所處的環境。
         2、都卜勒寬展 (Doppler Broadening) ， 因原子的溫度以及原子與觀測者間的相對運動而定。
         3、壓力寬展 (Presure Broadening) ，因離子的濃度決定了原子間碰撞干擾原子的能量與其穩定的狀態。
         4、電磁場寬展 (F../2002/ield Broadening) ，因原子在電場或磁場中「則曼效應 (Zeeman Effect)」 或受電磁波的散射「史托克效應 (Stokes Effect)」 造成光譜線劈裂而變寬。

明日主題 : 光是什麼？ (9) 光的反射現象
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作者與主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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