传感器原理1
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简述传感器的基本工作原理
传感器是指能够将物理量转化为可测量的信号的设备。
它们通过感知周围环境或测量被监测物体的特征来提供数据。
传感器的基本工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 感知物理量:传感器首先感知或接触到想要测量的物理量,例如温度、光线、压力、湿度等。
这可以通过不同的方式实现,例如感测电磁波、力学变形、光线反射等。
2. 转换物理量:传感器将感知到的物理量转换为可测量的信号。
这个过程通常涉及到一定的物理或化学变化,例如通过感应电流、压力变化、化学反应等方式将物理量转换为电信号、压力信号或化学信号。
3. 放大信号:转换后的信号通常较弱,需要经过放大过程以增强信号强度。
放大电路通常用于提高传感器的灵敏度和测量精度。
4. 处理信号:放大后的信号往往需要经过进一步的处理,例如滤波、放大、线性化等。
这些处理步骤旨在提高信号质量和稳定性,以便更准确地进行数据分析或使用。
5. 输出数据:经过处理的信号通常会被转化为数字信号,并通过适当的接口输出给用户进行数据分析、显示或控制。
这些数字信号可以用于实时监测、记录数据、控制其他设备或触发警报等应用。
总的来说,传感器的基本工作原理就是感知物理量、转换物理量为可测信号、放大信号、处理信号并输出数据。
这些过程使得传感器成为了现代科技和自动化领域中不可或缺的重要组成部分。
各种传感器原理1. 光敏传感器原理:光敏传感器利用光电效应将光信号转化为电信号。
当光照射到光敏传感器上时,光能量激发光敏材料中的电子,使其跃迁到导带中,产生电流。
根据光敏材料的不同,光敏传感器可分为光电二极管、光敏电阻、光敏三极管等。
2. 温度传感器原理:温度传感器基于温度和物理性质之间的关系,如电阻、电压、电流等。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、热电阻等。
其中,热敏电阻利用电阻值随温度变化的特性,热电偶则利用两种不同金属间的热电效应产生的电势差与温度成正比。
3. 压力传感器原理:压力传感器通过测量物理上施加在其上的压力,将压力量化为电信号输出。
常见的压力传感器有压阻式、电容式和磁敏式传感器。
压阻式传感器利用电阻随受力点表面形变而改变的原理,电容式传感器则利用振动膜片上电容的变化,而磁敏式传感器则是通过感应磁场的变化来测量压力。
4. 湿度传感器原理:湿度传感器通过测量空气中的水汽含量来获得湿度信息。
常见的湿度传感器有电容湿度传感器、电阻湿度传感器和化学湿度传感器。
其中,电容湿度传感器利用介质吸湿后导致电容变化的原理,电阻湿度传感器则是通过测量材料电阻随湿度变化情况来获得湿度值,化学湿度传感器则是基于湿度与某种化学物质反应而改变电信号输出。
5. 加速度传感器原理:加速度传感器通过测量被测物体的加速度,将加速度转化为电信号输出。
加速度传感器主要分为压电式和微机械式(MEMS)两种。
压电式传感器利用压电效应,将受力物体的压力转化为电荷输出。
微机械式传感器则是通过微机械结构的变形或振动来感应加速度,并转化为电信号。
6. 磁力传感器原理:磁力传感器通过测量磁场的强度和方向来获得磁力信息。
常见的磁力传感器有霍尔效应传感器、磁电传感器和磁敏电阻传感器。
霍尔效应传感器利用材料中的霍尔电压随磁场变化的原理,磁电传感器则基于磁致伸缩效应产生电信号输出,磁敏电阻传感器则是根据材料磁阻随磁场变化的特性来测量磁力值。
传感器的基本工作原理传感器是一种能够将物理量转换为电信号的装置,通过在感应元件中引入外界物理量,使感应元件的某些特性发生变化,并将这些变化转换为电信号输出。
传感器的基本工作原理可以分为以下几种类型:1. 电阻式传感器:电阻式传感器利用物理量对电阻值的影响进行测量。
当外界物理量作用于感应元件时,感应元件的电阻值发生变化。
常见的例子包括温度传感器和光敏电阻。
2. 压阻式传感器:压阻式传感器通过测量外界物理量对压阻的影响来实现测量。
当外界物理量作用于感应元件时,感应元件的压阻值会发生变化。
例如,压力传感器可以通过测量被测介质对感应元件施加的压力来确定压力的大小。
3. 容抗式传感器:容抗式传感器是利用物理量对感应元件的电容或电感进行测量的。
当外界物理量作用于感应元件时,感应元件的电容或电感值会发生变化。
例如,湿度传感器可以通过测量空气中的水分对感应元件的电容影响来确定湿度的大小。
4. 磁阻式传感器:磁阻式传感器利用磁阻效应来测量外界物理量的变化。
当外界磁场作用于感应元件时,感应元件的电阻值会发生变化。
例如,磁场传感器可以通过测量磁场对感应元件电阻的影响来确定磁场强度的大小。
5. 光电式传感器:光电式传感器是利用光电效应来测量外界物理量的。
当外界物理量作用于感应元件时,感应元件的光电特性会发生变化。
例如,光电传感器可以通过测量光照对感应元件电流或电压的影响来确定光照强度的大小。
以上是传感器的基本工作原理,不同的传感器类型在测量不同的物理量时采用不同的工作原理。
这些工作原理的理论基础和具体实现方式可以根据具体的传感器类型进一步研究和了解。
传感器技术的原理
传感器技术的原理主要可以归纳为以下几点:
1. 物理效应原理:传感器利用物质在外界刺激下发生的物理效应,通过测量物理量的变化来实现对外界环境的感知。
例如,温度传感器利用温度变化引起的电阻、电容、热敏电阻等物理特性的变化来测量温度。
2. 电磁原理:传感器利用电磁场的影响来检测和测量某些物理量。
例如,磁力传感器利用磁场对磁敏材料的作用力(磁感应强度)进行测量,光电传感器利用光电二极管或光敏电阻对光的强度变化进行测量。
3. 光学原理:传感器通过光的干涉、散射、衍射、吸收等特性,利用光波与物质相互作用的变化来测量目标物体的性质和参数。
例如,光电传感器利用光的吸收、散射、反射等特性测量目标物体的颜色、形状、距离、速度等信息。
4. 化学原理:传感器利用化学敏感元件与被测物质发生化学反应后产生的电流、电压变化等来检测和测量目标物质的成分、浓度等特性。
例如,气体传感器利用电化学原理测量气体的浓度,pH传感器利用离子选择性电极原理测量溶液的酸碱度。
总的来说,传感器技术的原理就是通过利用物理、电磁、光学、化学等特性和效应来感知、检测和测量外界环境的信息。
不同类型的传感器根据测量原理和物理特性的不同,可以用来测量
的物理量也不一样,如温度、湿度、压力、速度、光强度、化学成分等。
传感器的原理与分类传感器是一种能够将外部物理量或化学量转化为电信号输出的装置。
它广泛用于各个领域,如工业控制、医疗仪器、环境监测等。
本文将介绍传感器的原理与分类。
一、传感器的原理传感器的工作原理通常基于以下几种方法:1. 电阻变化原理:这种原理是利用物质的电阻与所测量的物理量之间的关系来实现测量。
例如,热敏电阻用于测量温度,压力敏感电阻用于测量压力。
2. 压电效应原理:压电传感器应用压电效应,当施加压力或振动时,某些晶体或陶瓷材料会产生电荷。
这种效应用于加速度计和声波传感器等。
3. 光电效应原理:通过测量光电效应来实现测量,如光电二极管、光敏电阻和光电二极管等。
光电传感器广泛用于光电编码器、光照度传感器等应用中。
4. 磁电效应原理:一些材料具有磁性,当施加外部磁场时会产生电压。
这种效应被应用于磁电传感器,例如磁力计和磁感应传感器。
二、传感器的分类根据测量的物理量类型和工作原理,传感器可以分为多种类型:1. 温度传感器:用于测量物体的温度变化,例如热敏电阻、热电偶和红外线传感器等。
2. 湿度传感器:用于测量空气中的湿度水分含量,例如湿度电容传感器和湿度电阻传感器。
3. 压力传感器:用于测量气体或液体的压力,常见的有压阻传感器、压电传感器和电容式传感器等。
4. 加速度传感器:用于测量物体的加速度和振动,例如MEMS加速度计和压电加速度计等。
5. 光传感器:用于测量光的强度、光照度或颜色等,常见的有光敏二极管、光电二极管和光电二极管等。
6. 气体传感器:用于检测空气中的气体浓度,例如气敏电阻传感器和气体电化学传感器等。
7. 生物传感器:用于检测生物体内的生理指标,例如心率传感器、血压传感器和葡萄糖传感器等。
8. 磁传感器:用于检测磁场的强度和方向,常见的有霍尔传感器、磁阻传感器和磁感应传感器等。
9. 接触式传感器:与被感测对象直接接触,例如压力传感器和力传感器等。
10. 非接触式传感器:无需与被感测对象直接接触,例如红外线传感器和超声波传感器等。
智能传感器的工作原理和结构智能传感器是一种能够感知、获取环境信息,并将信息转化为电信号进行处理和分析的装置。
它广泛应用于工业、物联网、智能家居等领域,能够实现对环境的实时监测和数据采集,为智能化系统提供重要的数据支持。
本文将就智能传感器的工作原理和结构进行详细介绍。
一、智能传感器的工作原理1. 传感器的感知原理智能传感器的工作原理基于感知环境的物理量,并将其转化为可测量的电信号。
传感器通常能感知的物理量包括温度、湿度、压力、光强、声音等。
传感器通过感知周围环境的物理变化,将这些变化转化为电信号,再将电信号传输至信号处理单元进行处理。
温度传感器会感知周围环境的温度变化,并将其转化为电压信号进行传输。
2. 信号处理和分析传感器感知到的电信号需要进行处理和分析,最终输出为能够被外部系统识别的数据。
信号处理单元通常由模拟电路和数字电路组成,负责将传感器传来的电信号进行放大、滤波和转换,使其能够被微处理器读取。
而微处理器则对信号进行分析和处理,最终输出为数字信号,供外部系统使用。
3. 数据传输和存储智能传感器通过通信模块与外部系统进行数据传输,将经过处理的环境信息传输至监控系统或云端存储。
通信模块通常包括有线和无线两种方式,如RS485、Modbus、WiFi、蓝牙等。
这些通信方式能够使智能传感器方便地与外部系统进行数据交互,实现远程监测和控制。
二、智能传感器的结构1. 传感器感知单元传感器的感知单元由感知元件和信号调理电路组成。
感知元件是智能传感器的核心部件,负责将环境的物理量转化为电信号。
常见的感知元件包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
信号调理电路用于对感知到的电信号进行放大、滤波和转换,以便后续的数字信号处理。
2. 信号处理单元传感器的信号处理单元由模拟电路和数字电路组成。
模拟电路负责对传感器感知到的模拟信号进行放大、滤波和转换,将其转化为适合微处理器处理的电信号。
数字电路则由微处理器和ADC(模数转换器)构成,负责将模拟信号转化为数字信号,并进行数字信号处理和分析。
传感器的原理
传感器是一种能够感知外部环境并将感知到的信息转化为可用信号的设备。
它
在现代科技和工业生产中起着至关重要的作用,广泛应用于自动化控制、环境监测、医疗设备、智能手机等领域。
传感器的原理是基于一些基本的物理现象和工作原理,下面将介绍传感器的原理及其工作过程。
首先,传感器的原理基于物理现象,比如电磁感应、压阻效应、光电效应等。
这些物理现象能够使传感器感知到外部环境的变化,并将这些变化转化为电信号或其他形式的信号。
以光电传感器为例,它利用光电效应来感知光线的强弱,当光线强度发生变化时,光电传感器就能够将这种变化转化为电信号输出。
其次,传感器的原理还与传感器内部的传感元件和信号处理电路有关。
传感元
件是传感器的核心部件,它能够将外部环境的变化转化为电信号或其他形式的信号。
而信号处理电路则能够对传感元件输出的信号进行放大、滤波、数字化等处理,使得信号能够被准确地采集和处理。
此外,传感器的原理还与传感器的工作过程密切相关。
传感器的工作过程包括
感知、转换和输出三个基本步骤。
在感知阶段,传感器能够感知外部环境的变化,比如温度、湿度、压力、光线等。
在转换阶段,传感器能够将感知到的信息转化为电信号或其他形式的信号。
在输出阶段,传感器能够将转化后的信号输出到控制系统或显示设备中,以实现对外部环境的监测和控制。
总之,传感器的原理是基于物理现象、传感元件和信号处理电路的相互作用,
它能够将外部环境的变化转化为可用信号。
通过对传感器的原理及其工作过程的深入了解,我们能够更好地应用传感器技术,提高自动化控制系统的精度和可靠性,推动科技和工业的发展。
传感器的应用及原理一、传感器的基本原理传感器作为现代科技领域的重要组成部分,具备将物理量转化为可供人们感知、测量和控制的电信号的能力。
传感器的基本原理可以分为以下几种:1.电阻原理:根据材料在电流、电压或电路中的阻力变化来测量和感应物理量。
2.电容原理:利用物质的电容性质来测量和探测物理量。
3.电感原理:根据电流在线圈中引起的磁场变化来感测和测量物理量。
4.光电原理:通过光电传感器接收光信号,转换为电信号来感知和测量物理量。
5.超声波原理:利用超声波在空气或其他介质中传播的速度和方向来感应和测量物理量。
6.压阻原理:通过应变产生电阻变化来实现物理量的测量和感应。
二、传感器的应用领域1. 工业自动化•温度传感器:用于测量和控制工业过程中的温度变化,如在炉温控制、液体流体控制等方面的应用。
•压力传感器:广泛应用于液体和气体压力测量及控制,包括制造业、能源、汽车等领域。
•流量传感器:用于测量和控制液体和气体流量,如在供应链管理、工程控制等方面的应用。
•位置传感器:用于测量物体的位置和运动状态,广泛应用于机器人导航、自动控制等领域。
2. 智能家居•光照传感器:用于感知室内外的光照强度,并根据需要自动调节灯光亮度。
•湿度传感器:测量和控制室内空气中的湿度,实现智能的温湿度调控。
•烟雾传感器:检测室内烟雾浓度,及时报警并采取相应措施。
•人体红外传感器:感测人体存在,并根据人体动静自动调节室内灯光和电器设备的状态。
3. 医疗领域•心率传感器:通过监测心电图信号,实时测量和记录人体心率,用于心脏病和健康管理。
•血压传感器:实时测量和监测人体血压水平,用于高血压和心血管疾病的预防和治疗。
•血氧传感器:测量人体血液中的氧气饱和度,用于监测肺部功能和呼吸疾病的筛查。
4. 环境监测•CO2传感器:测量和监测室内外空气中的CO2浓度,用于实现室内空气质量的监控和管理。
•PM2.5传感器:感测空气中的细颗粒物,用于评估空气质量和环境污染情况。
1、激光和普通光源比较有三个特点:方向性好、相干性好、亮度高。
原因在于激光主要是光的受激辐射,而普通光源的光是自发辐射。
2、光的辐射既是一种电磁波又是一种粒子流。
光的一个基本性质就是具有波粒二象性。
一方面光是电磁波,具有波动性,有一定的频率和波长。
如光的干涉,衍射等。
另一方面光是光子流,光子具有一定的能量和动量的粒子,表现在光和实物互相作用是的吸收、反射、光电效应。
3、光是一种电磁波,即变化的电场和变化的磁场相互激发,形成变化的电磁场在空间的传播。
光对人眼或感光仪器等作用的主要是电矢量E,习惯称为光矢量。
电矢量振动方向与传播方向垂直,因此光波是一种横波。
4、线偏振光:光矢量始终只沿一个固定方向振动。
自然光:包括许多彼此独立的线偏振成分,他们的电矢量振动方向各取不同方位。
5、电磁波的波长范围广,长短顺序分为无线电波、红外光、可见光、紫外线、X射线及γ射线。
不同介质的折射率不同光速不同,所以同频率的光在不同介质中的波长λ也不同。
目前通用的激光器中常用电磁波在可见范围或接近可见光范围,波长约为0.3~30um 6、在光波场中光波相位相同的空间个点构成的面叫波面,也叫波阵面,等相位面。
光波波面是平面的波叫平面波。
平面波在均匀介质中的传播特点是:波面为彼此平行的平面,且在无吸收介质中传播时,波的振幅保持不变。
7、平面波的获取:①离电光源很远处整个波面的很小一部分可近似看做平面波②将点光源放置在凸透镜的焦点上,则通过透镜获取平面波。
8、具单一频率的平面波叫做叫单色平面波。
实际上任何波包括激光在内,不可能完全单色,总有一定的频率宽度,频宽越小,单色性越好。
9、简谐波为具有单一频率的单色波,是无限长的波列,就是说该波列在空间上是无头无尾无限延伸的,波列越长,频宽越窄,越接近单色波。
10、光强:定义为单位时间内通过垂直于光传播方向单位面积的能量,用I表示,单位是W/m2。
它是激光物质的一个重要参量,是发光物质光学性质的反映。
11、球面波:光波平面为一系列同心球面的波。
球面波的振幅随波面半径r的增大成反比减小。
12、光的能量就是所有光子能量的总和。
光的频率越高,光子能量越大。
13、物质是由原子、分子或离子组成,而原子由带正电的原子核及绕核运动的电子组成。
电子一方面绕核做轨道运动,一方面本身自旋运动。
14、原子的电子状态由四种量子数来确定,分别是:主量子数(m)大体上决定了原子中电子的能量值,不同主量子在不同壳层上运动;辅量子数(l)表征了不同轨道的角动量;磁量子数决定轨道角动量在外磁场方向上的分量;自旋磁量子数决定电子自旋角动量在外磁场方向上的分量。
15、电子的能级:(原子系统)电子在原子系统中运动时,可以处于一系列不同的壳层状态运动时,相应的有一系列分立不连续的能量值,依次用E1、E2、E3、、、、En表示。
16、基态:原子处于最低的能级状态,激发态:能量高于基态的其他能级,处于一定电子态的原子对应某个确定的能级,反过来,某一能级并不一定只对应一个电子态,往往有若干个不同的电子运动状态具有同一能级。
17、简并度能级:两个或两个以上的不同状态的电子可以具有相同的能级。
简并度:同一能级所对应的不同电子运动状态的数目。
用g表示。
电子组态符号:原子中各个电子所处的电子态一起标出的符号。
18、各个电子的轨道运动和自旋运动都会产生磁场,对多个价电子的原子来说,多个电子轨道运动与自旋运动之间或轨道运动与轨道运动、自旋运动与自旋运动之间就有相互作用,使得不同原子态有不同的能量。
他们之间有两种方式:一种是LS耦合,常用于轻元素中,各个电子轨道运动之间的相互作用和各个电子自旋运动之间的相互作用,大于每个电子的轨道运动和自旋运动之间的相互作用;一种是JJ耦合,各个电子的轨道运动和自旋运动之间的相互作用,大于各个电子轨道运动之间的相互作用和各个电子自旋运动之间的相互作用。
19、原子的奇态:原子中各电子的轨道辅量子数l i总和是奇数状态。
(总自旋量子数S、总轨道量子数L、总角动量量子数J。
)20、辐射跃迁选择定则:跃迁必须改变奇偶态,即原子发射或吸收光子,只能出现一个偶态能级到另一个奇态能级或一个奇态能级到另一个偶态能级之间;ΔJ=0,±1(J=0~J=0除外);对LS耦合的原子还必须满足下列选择定则:ΔL=0,±1(L=0~L=0除外);ΔS=0,及跃迁时S不发生变化。
21、根据统计规律,大量原子组成的系统在热平衡状态下,原子数按能级分布服从波尔滋蔓定律。
处于高能级的粒子数总小于处于低能级的粒子数。
非热平衡状态的粒子数反转,处于高能级的粒子数总大于处于低能级的粒子数。
22、只有满足辐射跃迁选择的则时,一个处于高能级的原子才有可能通过发射一个能量为ε=hγ=E1-E2的光子,使它跃迁到低能级E1。
相反只有满足辐射跃迁选择的则时,一个处于低能级的原子才有可能通过吸收一个能量为ε=hγ=E1-E2的光子,使它跃迁到高能级E2。
这种因发射或吸收光子从而使原子造成能级间跃迁的现象叫做辐射跃迁。
23、非辐射跃迁表示原子不同能级跃迁时并不伴随有光子的吸收与发射,而是把多余的能量传给了别的原子或吸收了别的原子传给它的能量,所以不存在选择定则的限制。
对于气体激光器中放电的气体来说,非辐射跃迁的主要机制是通过原子或自由电子的碰撞或原子与毛细管壁的碰撞来实现的。
固体激光器中吧,非辐射跃迁的主要机制是激活离子与基质点阵的相互作用,结果使激活离子将自己的激发能量传给了晶体点阵,引起点阵的热振动或者相反。
24、在普朗克1900年用辐射量子化假设成功解释了黑体辐射分布规律,以及玻尔在1913年提出原子中电子运动状态量子化假设的基础上,爱因斯坦从光量子概念出发,重新推到的黑体辐射的普朗克公式,及受激辐射和自发辐射。
25、黑体:如果某一物体能够完全吸收任何波长的电磁辐射,则称该物体为绝对黑体(空腔辐射体)。
从辐射角度看,物体除吸收电磁辐射外,还会发出电磁辐射,这种电磁辐反射形成一个稳定的辐射场。
26、单色辐射能量密度ρv定义为辐射场中单位体积内,频率在v附近的单位频率间隔中的辐射能量。
27、光与物质的作用有三种不同的基本过程:自发辐射、受激辐射、受激吸收。
不同情况下,各个过程所占比例不同,普通光源中自发辐射起主要作用,激光器工作过程中受激辐射起主要作用。
自发辐射:处于高能级的原子不稳定。
在没有受到外界的影响时,它们会自发的从高能级向低能级跃迁,同时放出能量为hν的光子。
是非相干光。
爱因斯坦自发辐射系数:单位时间内发生自发辐射的粒子数密度,占处于E2能级总粒子数密度的百分比。
即是每一个处于E2能级的粒子数在单位时间内发生自发辐射的几率。
能级寿命等于自发跃迁几率的倒数。
受激辐射:如果系统的两个能级E2和E1满足辐射跃迁选择定则,当受到外来能量hν=E2-E1的光照射时,处于E2能级的原子有可能受到外来光的激励作用而跃迁到低能级上,同时发射一个与外来光子完全相同的光子。
受激辐射的特点:只有外来光子的能量hν=E2-E1时,才能引起受激辐射;受激辐射所发出的光子与外来光子的特性完全相同,频率相同、相位相同、偏振方向相同、传播方向相同。
在量子力学的基础上可证明:受激辐射光子与入射光子属于同一光子态;受激辐射场与入射辐射场具有相同的频率、相位、波矢和偏振,因而是相干的。
受激辐射的跃迁几率决定于受激辐射系数与外来光单色能量密度的乘积。
受激吸收:处于低能级E1的原子受到意外来光子的激励作用,完全吸收该光子的能量而跃迁到高能级的过程。
28、单位体积中,在dt时间内,由高能级E2通过自发辐射和受激辐射而跃迁到低能级的原子数应该等于低能级E1吸收光子而跃迁到高能级的原子数。
A21n2dt+B21n2dt=B12n1ρv dt A21/B21=8лhv3/c3 g1B12=g2B2129、某时刻自发辐射的光功率密度q自(t)【=hvn2(t) B12ρv】应为单位时间内自发辐射的光子数密度与每一光子能量hv的乘积30、普通光源是自发辐射,发出的光彼此之间没有固定的相位关系,所以一般称为非相干光源;激光光源是受激辐射,发出的光与入射光有完全相同的相位关系,所以称相干光源。
31、原子发射的不是正好某一频率的光,而是发射频率在v0附近的某个范围内的光。
不仅各条谱线的宽度不相同,就每一条光谱线而言,在有限宽度的频率范围内,光强的相对强度也不一样。
不同的频率,f(v)不同,它是频率v的函数。
相对光强在v0处最大,两边逐渐减小,v0是谱线的中心频率。
32、通常定义Δν=v2-v1,即相对光强为最大值的1/2处的频率间隔,叫做光谱线的半值宽,简称光谱线宽度。
33、谱线增宽:自然增宽,碰撞增宽,多普勒增宽。
34、经典电磁理论认为所有电磁波的辐射都是由原子(离子或分子)的电荷振动而产生的,经典理论把一个原子看作是由一个负电中心和一个正点中心所组成的点偶极子,当正负电荷之间的距离做频率为v0的简谐振动时,该原子就辐射频率为v0的电磁波。
由于原子在振动过程中不断地辐射能量,故辐射光的波列是衰减的。
35、阻尼愈小,则振幅衰减得愈慢,振动愈接近于简谐振动,它的谱线宽度也就愈窄。
反之阻尼愈大,振幅衰减的愈快,逾偏离简谐振动,谱线宽度愈宽。
36、原子能级不能简单地用一个确定的数值来表示,而是具有一定的宽度,这个宽度称为能级自然增宽。
在微观领域,时间与空间不能同时精确测定。
能级寿命越短,能级宽度ΔE越宽,反之,能级寿命越长,能级宽度越窄。
37、碰撞增宽是由于发光原子间相互作用造成的。
碰撞增宽Δvc应与原子间碰撞频率成正比。
气体压强越大,碰撞次数越大不同原子的不同谱线,a值不同。
碰撞并非两个原子一定要相撞,而是指当两原子间距离足够近时,原子间的相互作用力足以改变原子原来的运动状态。
固体材料的原子所发光的谱线也存在碰撞增宽。
38、多普勒增宽是由于发光原子相对于观察(接收器)运动所引起的谱线增宽。
当光源与接收器之间存在相对运动时,接收器收到光波频率不等于光源与接收器相对静止频率,这叫光的多普勒效应。
39、当光源与接受器二者相互趋近时,速度v取正值,频率v>vo;二者相互背离时,速度v取负值,频率v<vo这种现象称光的纵向多普勒效应。
当光源和接收器之间的相对速度在垂直于二者的连线方向时,同时出现接收频率与静止频率间的差异,这种现象叫横向多普勒效应。
40、频率附近单位频率间隔内的光强占总光强的百分比。
f D(v0)称为多普勒增宽的线型函数或高斯线型函数。
一定频率下的多普勒增宽之决定于气体的热力学温度和原子量。
(氦氖激光器中的0.6328nm谱线的多普勒增宽与CO2激光器中的10.6nm谱线的多普勒增宽)41、自然增宽远小于碰撞增宽和多普勒增宽。