大氣中譜線的各種增寬效應的形成機制及特點
自然增寬——lorentz線型
原理：自然增寬是由於每個原子所固有的自發輻射躍遷引起原子在能級上的有限壽命而引起的。
原子可以看作由電子和原子核組成的作簡諧振動的電偶極子，當 正負電荷之間距離作簡諧振動時，原子向外輻射電磁波，且原子 由於自發輻射而不斷損失能量，振幅服從阻尼振動規律。衰減振 動不是簡諧振動，因此原子輻射的波不是單色的。由於譜線具有 有限寬度，故光譜線加寬了。由於原子發光中能量衰減是必然的， 所以這種加寬機制被稱為自然增寬。
圖 1 自然增寬的線型函式
特點：自然增寬的譜線具有洛倫茲線型譜，線寬度完全由原子在 能級的自發輻射壽命決定。
碰撞增寬——lorentz線型
原理：碰撞增寬是由於發光原子間的無規則碰撞造成的。這種碰撞會使原子發光中斷或光波位相發生突變，即使發光波列縮短來引起譜線的增寬。
圖 2 碰撞增寬的形成機理
特點：碰撞並非指兩個原子相撞，而是指兩原子間距足夠近時，原子間的相互作用力足以改變原子原來的運動狀態。
固體、氣體材料的原子所發光的譜線都存在碰撞增寬。固體發光的碰撞增寬是由相鄰原子之間力的相互作用改變了原子原來的運動狀態。一般氣體發光時碰撞增寬大於自然增寬。
doppler增寬——gauss線型
原理：作為光源的每個發光原子相對於接收器的運動速率和方向都不同造成接收到的發光光波頻率變化也不同，造成發光譜線被增寬。
doppler效應：光源和接收器之間存在相對運動時，接收器接受到的光波頻率不等於光源與接收器相對靜止時的頻率。
特點：光的橫向都卜勒效應比縱向都卜勒效應弱很多，常忽略不計。
混合增寬——voigt線型
混合增寬是均勻增寬和非均勻增寬的疊加。
均勻增寬：自然增寬和碰撞增寬
每個原子發光時，發出整個線型，即對頻線寬度內任一頻率都有貢獻，而且每個原子對於頻譜增寬的貢獻都是相同的。
引起加寬的物理因素對每個粒子都是等同的，其線型函式為洛倫茲線型。
非均勻增寬：都卜勒增寬和晶格隨機缺陷加寬
都卜勒增寬中，相對接收器速度不同的發光粒子其表觀頻率不同，即各種不同速度的原子對譜線中不同頻率有貢獻。不同速度原子的作用是不同的，這種增寬叫做非均勻增寬。其線型函式為高斯線型函式。
在30km高度以下的低層大氣中，只考慮壓力增寬效應，而在30km高度以上的高層大氣中，只考慮doppler增寬效應。而在30km高度附近的大氣層中約100hpa-1hpa範圍內，必須同時考慮壓力增寬效應和doppler增寬效應的影響。
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