第一节 基本原理 由于一条谱线是原子的外层电子在两个能级之间跃 迁产生的，故原子的能级可用两个光谱项符号表示。 例如，钠原子的双线可表示为： Na588.996nm32S12→32P32 Na589.593nm32S1/2→32p12 把原子中所有可能存在状态的光谱项一能级及 能级跃迁用图解的形式表示出来，称为能级图。通 常用纵坐标表示能量E,基态原子的能量E=0,以横 坐标表示实际存在的光谱项。 11
11 第一节 基本原理 由于一条谱线是原子的外层电子在两个能级之间跃 迁产生的，故原子的能级可用两个光谱项符号表示。 例如，钠原子的双线可表示为： Na 588.996nm 3 2S1/2 → 3 2P3/2 Na 589.593nm 3 2S1/2 → 3 2P1/2 把原子中所有可能存在状态的光谱项—能级及 能级跃迁用图解的形式表示出来，称为能级图。通 常用纵坐标表示能量E，基态原子的能量E=0，以横 坐标表示实际存在的光谱项
第一节基本原理 般将低能级光谱项符号写在前，高能级写在后。 根据量子力学的原理，电子的跃迁不能在任意两个 能级之间进行，而必须遵循一定的“选择定则” 这个定则是： 1, △n=0或任意正整数； 2, △L=±1跃迁只允许在S项和P项，P项和S项或D 项之间，D项和P项或F项之间，等： 3, △S=0,即单重项只能跃迁到单重项，三重项只 能跃迁到三重项，等： 4,△J=0,±1。但当J=0时J=0的跃迁是禁阻的。 12
12 第一节 基本原理 一般将低能级光谱项符号写在前，高能级写在后。 根据量子力学的原理，电子的跃迁不能在任意两个 能级之间进行，而必须遵循一定的“选择定则”， 这个定则是： 1， △n=0或任意正整数； 2， △ L= 1跃迁只允许在S项和P项， P项和S项或D 项之间，D项和P项 或F项之间，等； 3， △ S=0，即单重项只能跃迁到单重项，三重项只 能跃迁到三重项，等； 4， △ J=0， 1。但当J=0时J=0的跃迁是禁阻的
第一节 基本原理 也有个别例外的情况，.这种不符合光谱选律的 谱线称为禁戒跃迁线。该谱线一般产生的机会很 少，谱线的强度也很弱。 三、谱线强度 设1、两能级之间的跃迁所产生的谱线强度I表 示，则 与=NAhv 式中N为单位体积内处于高能级的原子数， j两能级间的跃迁几率，h为普朗克常数， 射谱线的频率。 若激发是处于热力学平衡的状态下，分配在各 激发态和基态的原子数目N、,N。，,应遵循统计力 学中麦克斯韦-玻兹曼分布定律。 13
13 第一节 基本原理 也有个别例外的情况，这种不符合光谱选律的 谱线称为禁戒跃迁线。该谱线一般产生的机会很 少，谱线的强度也很弱。 三、谱线强度 设i、j两能级之间的跃迁所产生的谱线强度Iij表 示，则 Iij = NiAijhij 式中Ni为单位体积内处于高能级i的原子数，Aij为i、 j两能级间的跃迁几率，h为普朗克常数， ij为发 射谱线的频率。 若激发是处于热力学平衡的状态下，分配在各 激发态和基态的原子数目Ni 、N0 ，应遵循统计力 学中麦克斯韦-玻兹曼分布定律
第一节 基本原理 Ni=No gi/goe (-E/KD 式中N为单位体积内处于激发态的原子数， No 为单位体积内处于基态的原子数， ,为激发态和 基态的统计权重，E为激发电位，k为玻兹曼常数，T 为激发温度。 影响谱线强度的因素为： (1)统计权重 谱线强度与激发态和基态的统计权重之比成正 比。 (2) 跃迁几率 谱线强度与跃迁几率成正比。跃迁几率是 个原子在单位时间内两个能级之间跃迁的几率，可通 过实验数据计算。 14
14 第一节 基本原理 Ni = N0 gi /g0e (-E / kT) 式中Ni 为单位体积内处于激发态的原子数， N0 为单位体积内处于基态的原子数， gi，g0为激发态和 基态的统计权重，Ei为激发电位，k为玻兹曼常数，T 为激发温度。 影响谱线强度的因素为： （1）统计权重 谱线强度与激发态和基态的统计权重之比成正 比。 （2）跃迁几率 谱线强度与跃迁几率成正比。跃迁几率是一 个原子在单位时间内两个能级之间跃迁的几率，可通 过实验数据计算
第一节 基本原理 (3)激发电位 谱线强度与激发电位成负指数关系。在温 度一定时，激发电位越高，处于该能量状态的 原子数越少，谱线强度越小。激发电位最低的 共振线通常是强度最大的线。 (4)激发温度 温度升高，谱线强度增大。但温度升高， 电离的原子数目也会增多，而相应的原子数减 少，致使原子谱线强度减弱，离子的谱线强度 增大。 15
15 第一节 基本原理 （3）激发电位 谱线强度与激发电位成负指数关系。在温 度一定时，激发电位越高，处于该能量状态的 原子数越少，谱线强度越小。激发电位最低的 共振线通常是强度最大的线。 （4）激发温度 温度升高，谱线强度增大。但温度升高， 电离的原子数目也会增多，而相应的原子数减 少，致使原子谱线强度减弱，离子的谱线强度 增大