等離子體光譜診斷

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1、華中科技大學(xué)研究生課程考試答題本考生姓名朱璐考生學(xué)號D201077286系、年級2010級類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)佛克特譜線輪廓逐步計算二價分子和原子的光譜概論——本文講述的是模擬二價分子和原子的電子躍遷導(dǎo)致光譜線的形成的計算機程序。這個程序通過解釋在計算中所有的獨立自旋量和原子譜線對光譜的作用形成一條光譜。每一條譜線的總和在光譜學(xué)中被稱作近似的佛克特剖線。這個程序還能生成一種光學(xué)稀薄氣體中的譜線或者同時存在發(fā)射和吸收情況下的光譜。這種方法能夠允許計算的范圍從一團圓柱狀的低溫氣體伴隨著產(chǎn)生的吸收光譜到一個非等溫天然氣體的高溫

2、自吸收發(fā)射光譜。如果需要的話，計算機能夠立即產(chǎn)生光譜圖。這個具有敏感性和廣域性的工具能形成光柵攝譜儀或者波長輻射記。許多介紹這個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程序的拷貝或者一份包含使用說明的閱讀者。說明文章中描述的這個程序能夠很好的描述二價分子和原子的電子躍遷形成的光譜線。在參考文獻[1]中討論到這個方法能極大的擴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，這個程序還包含：1.所有相似躍遷忽略自旋態(tài)和兩倍λ（忽略自旋量和兩倍λ指的是多重線強度來自于單一的“有效”光線）2.所有垂直躍遷忽略自旋態(tài)和兩倍λ。

3、3.2П←→?2Σ躍遷，忽略兩倍λ。4.原子譜線。5.當(dāng)分子由于旋轉(zhuǎn)而分裂的時候譜線循環(huán)計算將選擇終止。6.對于同核分子這種選擇包含譜線濃度的改變。7.使用一個近似的活格模型來描述譜線形態(tài)。8.輻射能量轉(zhuǎn)移通過多分子結(jié)構(gòu)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算的二原子躍遷都有一定程度的近似；因此只有1Σ→1Σ躍遷能被準確計算。所有單原子躍遷和2П←→?2Σ躍遷都是近似，因為二倍λ的影響實在太小。自旋態(tài)和兩倍λ的限制可以隨著模型程序的重組而改變，但隨著而來會導(dǎo)致計算機運行需要更多的時間。依據(jù)計算機程序，下列輸出選擇可用:1.作為一種波長

4、效應(yīng)，光譜濃度能夠被制成表格。2.計算機光譜理論能夠機器繪制。3.以任意波長間距的完整光強譜也能被繪制出。4.在計算機光譜中，一個任意波長間隔的譜線可以用生長曲線來計算。5.計算機光譜結(jié)合特定靈敏的工具來產(chǎn)生一個描述結(jié)構(gòu)的量，例如產(chǎn)生電壓或者輻射量。結(jié)構(gòu)帶的能傳遞最大超過99條直線部分或者高斯曲線。這個敏感元件可以認為是一個安裝好的波長帶通過傳遞來觸發(fā)一個輻射計或者通過掃描任何波長間距的存儲單元。作為一個波長去模擬光譜的效果，這個敏感部分能被改變，這樣的話這種改變能夠被一個具有線性色散的工具所記錄下來（光譜儀柵格），這種模擬光譜也能被描述。COSMIC,B

5、arrowHall,UniversityofGeorgia,Athens,Georgia都在使用這個程序。這個程序包含原始程序卡片組，一個18種二原子系統(tǒng)的光譜學(xué)數(shù)據(jù)的800位磁帶，一個搭配程序擴展校驗的輸入和輸出。當(dāng)需要這個程序的時候，參考ARC-10127號閃光紙。除此之外，一個使用手冊在參考文獻[2]中刊登。理論一個真實的光譜總是由大量的分子旋轉(zhuǎn)譜線，原子譜線和連續(xù)譜線重疊而形成。如果要用計算機去準確的模擬自然中的光譜，每一個輻射源必須考慮到?，F(xiàn)在的程序試圖合理的描述分子旋轉(zhuǎn)譜線和原子譜線。接下來的討論被輻射體理論所局限同時又試圖簡潔的解釋這些。在相

6、關(guān)的舉例中能找到詳細介紹。為了合理的計算光強，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)系在很多文獻中討論過[3，4]，和準確的理解輻射傳輸量綱方程的各種不同形式[3]公式（1）得出光強梯度，Ιλ，W/cm2-μ-sr，x是根據(jù)氣體范圍和三大基本部分；第一部分，考慮自發(fā)輻射的影響，是獨立的光強。其余的部分包含發(fā)射和吸收光譜，在x點時候濃度特殊，這意味著剩下的公式是：公式3表明吸收系數(shù)аλ‘是指在特定情況下那些用來計算特性光譜濃度的參數(shù)（現(xiàn)在指的是（真實）光譜）。在基爾霍夫等式下，由于自發(fā)輻射，這個系數(shù)等于光譜濃度。（аλ‘=Eλ/Bλ）?，F(xiàn)在的

7、程序第一次描述自發(fā)發(fā)射光譜Eλ通過總結(jié)在已知光譜范圍的一些點的所有存在的原子和旋轉(zhuǎn)譜線的光譜分配。在計算中，這些點平均分配在比現(xiàn)在存在的最窄的譜線寬度的小尺寸中。接著，每一點的吸收系數(shù)被黑體輻射效應(yīng)簡單劃分。最后，根據(jù)公式（3）一個給定的氣體深度和入射輻射源形成真實光譜。這個程序有很高的實用性是因為一個氣體層的真實光譜能夠被存儲，然后可以被作為一個新的氣體層的入射輻射光譜。這樣就允許從各種復(fù)雜的輻射源來計算真實光譜，而在這些復(fù)雜的輻射源中的每一層有詳細的熱化學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)。如果最后的結(jié)果是一個微弱的可見光譜，它將被自發(fā)發(fā)射光譜Eλ直接賦予。這樣公式（3）中

8、的約束條件аλ‘l<