多普勒线宽计算公式
多普勒效应计算公式斜率
多普勒效应计算公式斜率多普勒效应是物理学中的一个重要概念，它描述了当波源和接收器相对运动时，波的频率和波长会发生变化的现象。
多普勒效应在日常生活中有着广泛的应用，比如在医学领域用于超声波成像、在天文学中用于测量星体的速度等等。
在本文中，我们将重点讨论多普勒效应的计算公式以及其斜率的意义。
首先，让我们来看一下多普勒效应的计算公式。
多普勒效应的计算公式可以分为两种情况：当波源静止时和当接收器静止时。
当波源静止时，多普勒效应的频率变化可以用以下公式表示：f' = f (v + vo) / (v vs)。
其中，f'是接收器接收到的频率，f是波源的频率，v是波在介质中的传播速度，vo是波源的速度，vs是接收器的速度。
当接收器静止时，多普勒效应的频率变化可以用以下公式表示：f' = f (v vs) / (v + vo)。
同样，f'是接收器接收到的频率，f是波源的频率，v是波在介质中的传播速度，vo是波源的速度，vs是接收器的速度。
以上就是多普勒效应的计算公式。
接下来，让我们来看一下这些公式的斜率的意义。
斜率在物理学中有着重要的意义，它可以帮助我们理解物理现象的变化规律。
在多普勒效应的计算公式中，斜率的意义也同样重要。
首先，我们可以通过对上述公式进行简单的变形，得到频率变化与速度变化的关系：Δf / f = (vo vs) / v。
这里，Δf是频率变化，f是波源的频率，vo是波源的速度，vs是接收器的速度，v是波在介质中的传播速度。
通过上述公式，我们可以看出，频率变化与速度变化成正比，而比例系数就是斜率。
这意味着斜率可以帮助我们理解频率变化和速度变化之间的关系。
当斜率为正时，表示频率随速度变化而增加；当斜率为负时，表示频率随速度变化而减小。
另外，斜率还可以帮助我们理解多普勒效应的物理意义。
斜率的绝对值越大，表示频率变化对速度变化的敏感度越高，即波的频率对波源和接收器的速度变化更为敏感。
谱线宽度测量
谱线宽度测量摘要：谱线宽度测量实验测量的是谱线的半高全宽。
为此对谱线线型进行分析，判断谱线线型为Voigt线型，再使用该线型对实验图像进行拟合，最终计算得出谱线宽度。
一、实验原理实际的单色辐射都包含一定的波长范围，谱线是分布在很窄的光谱范围的辐射。
通常规定谱线强度等于峰值一半处的宽度为谱线宽度的标志。
实验目的是测量谱线宽度，为此需将光场在空域中的描述转换到频域进行描述。
常用方法有通过透射光栅、棱镜、闪耀光栅等一次性分光的和通过L-G板，F-P板，共焦干涉仪等在器件内部进行多次反射透射的干涉方法。
相对而言，后者更适合于测量谱线宽度，因其可以形成强度均匀的谱线组，而前者一次分光的器件棱镜是分辨率太低，光栅则是光的利用率太低。
本实验使用L-G板进行测量。
L-G板结构如右图，光进入L-G板后，在上下板面间多次反射和透射，形成一系列平行相干光束，在透镜焦面上产生干涉条纹组。
由于L-G板的角色散，不同波长的光将在不同的纵向位置产生产生干涉，即纵向上的位移对应着波长变化。
对于某个基准波长，L-G板有一定的自由光谱范围，当光线从板内掠面出射时，近似有自由光谱范围与波长满足：∆λ=λ22ℎ−1n2−1−12，而该自由光谱范围在空间上对应的便是该波长相邻两个干涉级的距离。
以自由光谱范围对纵向位移进行定标可以测得谱线宽度。
二、实验装置实验装置如下图所示：图2实验装置图低压汞灯发出光经过透镜准直进入L-G板，出射的光经过透镜汇聚在在棱镜摄谱仪的入射狭缝处并产生干涉，棱镜摄谱仪通过棱镜分光作用，把不同的谱线的干涉线组区分开来，并在输出焦平面上1：1成像，最后通过CCD采集数据到计算机。
三、实验现象与分析处理调节光路准直，移动透镜，使得出射光能较好汇聚在摄谱仪入射狭缝处。
在摄谱仪输出端可以用肉眼观测到入射光经过棱镜分光后出现4条色带，分别是黄色，绿色，蓝色，紫色。
对应汞灯的理论谱线，可知这4条谱线分别为576.96nm和579.06nm对应的交叠的黄光，546.07nm对应的绿光，435.84nm的蓝紫光还有404.66nm对应的紫光。
[精]第一章激光的基本原理为使HE-NE激光器的相干长度达到1KM,
![[精]第一章激光的基本原理为使HE-NE激光器的相干长度达到1KM,](https://img.taocdn.com/s3/m/df515f21ef06eff9aef8941ea76e58fafab045fc.png)
第一章：激光的基本原理1.为使He-Ne激光器的相干长度达到1km,它的单色性∆λ/λ0应是多少?2.设一对激光能级为E2和E1(f1=f2)，相应的频率为v(波长为λ)，能级上的粒子数密度分别为n2和n1，求：(a)当v=3000MHz，T=300K时，n2/n1=?(b)当λ=1μm，T=300K时，n2/n1=?(c)当λ=1μm，n2/n1=0.1时，温度T=?3.设一对激光能级为E2和E1(f1=f2),相应的频率为ν（波长为λ），能级上的粒子数密度分别为n1和n2，求（a）当ν=3000Mhz,T=300K时,n2/n1=?（b）当λ=1um,T=300K时, ,n2/n1=?（c）当λ=1um, ,n2/n1=0.1时，温度T=?4.在红宝石Q调制激光器中，有可能将几乎全部Cr+3离子激发到激光上能级并产生激光巨脉冲。
设红宝石棒直径1cm，长度7.5cm，Cr+3离子浓度为2×1019cm-3，巨型脉冲宽度为10ns，求输出激光的最大能量和脉冲功率。
5.试证明，由于自发辐射，原子在E2能级的平均寿命t s=1/A21。
6.某一分子的能级E4到三个较低能级E1,E2和E3的自发跃迁几率分别是A43=5*107s-1,A42=1*107s-1和A41=3*107s-1，试求该分子能级的自发辐射寿命τ4。
若τ1=5*107s-1，τ2=6*10-9s,τ3=1*10-8s在对E4连续激发并达到稳态时，试求相应能级上的粒子数比值n1/n4，n2/n4,n3/n4,并回答这时在哪两个能级间实现了集居数反转。
7.证明当每个膜内的平均光子数（光子简并度）大于1时，辐射光中受激辐射占优势。
8．（1）一质地均匀的材料对光的吸收系数为0.01mm-1，光通过10cm长的该材料后，出射光强为入射光强的百分之几？（2）一光束通过长度为1m的均匀激励的工作物质，如果出射光强是入射光强的两倍，试求该物质的增益系数。
多普勒频移的计算
多普勒频移的计算多普勒效应，即因相对运动而引发的频率或波长的变化，是一种广泛存在于我们日常生活和各个领域的现象。
多普勒效应在物理学、医学、气象学、通讯技术等方面都有着重要的应用。
其中，是多普勒效应中的一个重要内容，它能够帮助我们更好地理解和研究多普勒效应的机理。
多普勒频移的计算是基于多普勒效应的基本原理和公式进行的。
多普勒效应是由奥地利物理学家克里斯蒂安·多普勒于1842年首次描述的，他指出，当光源和接收者相对运动时，光的频率会发生变化。
这一原理不仅适用于光波，也同样适用于声波等其他波动现象。
因此，多普勒频移的计算在声学、光学和雷达等各个领域都有着广泛的应用。
在进行多普勒频移的计算时，我们首先需要了解多普勒效应的基本原理。
多普勒效应分为多普勒频移和多普勒频宽两种类型，其中多普勒频移是指观测者和源头之间相对速度引起的频率变化，而多普勒频宽则是源头速度变化引起的频率展宽。
在实际应用中，我们通常更为关注的是多普勒频移的计算，因为它与我们的观测和测量密切相关。
多普勒频移的计算涉及到源头的发射频率、接收者的接收频率、观测者和源头之间的相对速度等多个因素。
在一维情况下，多普勒频移的计算公式为：f' = f0 * (1 ± v/c)其中，f' 为接收频率，f0 为源频率，v 为观测者和源头之间的相对速度，c 为波的传播速度。
在这个公式中，当观测者和源头相向运动时，应取正号，当观测者和源头远离运动时，应取负号。
通过这个基本公式，我们可以对多普勒频移进行简单的计算和分析。
然而，实际情况往往更为复杂，多普勒频移的计算也会受到各种因素的影响。
例如，在二维或三维情况下，我们需要考虑观测者和源头的相对运动方向、速度、角度等因素，这将增加多普勒频移的计算难度。
此外，在不同介质中，波的传播速度也可能发生变化，从而影响多普勒频移的计算结果。
因此，对于复杂情况下的多普勒频移计算，我们需要更加细致地分析和研究。
4光谱线及谱线展宽-2
2、谱线加宽对受激辐射场的影响： 由爱因斯 坦关系式 得
3 3
受激辐射场的影响
A21 8hv A21 (v ) g(v ) A21 3 B21 c 3 3 c A21 (v ) c B21 A 3 3 21 8hv 3 3 g ( v ) 8hv 3 c B21 g(v ) B21 (v ) A ( v ) 21 8hv 3 3
v L v N
均匀加宽来自自然加宽和碰撞加宽。
1 v N g N (v ) 20、均匀加宽： 2 (v v0 )2 ( v N / 2)2 v L 均匀加宽的宽度： g (v ) 1 L 2 (v v0 )2 ( v L / 2)2
v H v N v L
总上，在单色辐射场v的作用下受激吸收和受激辐 射跃迁几率 g(v’,v0)
W21 B21 g(v )v W12 B12 g(v )v
g(v)
由图看出入射单色光的 频率v不同，则g(v)不同， 当v=v0时， g(v0)=gm为极大
v
v’
说明： 在单色辐射场(v)作用下受激跃迁几率在频率
说明：
10、均匀加宽： 准单色光与物质相互作用时，是与所有原子 发生完全相同的共振相互作用，因而每个工作 原子都具有完全相同的受激跃迁几率。 20、多普勒加宽： 入射光与物质相互作用时，仅当入射频率v满足
v v'0 v0 (1 Vz / c )
时才发生共振相互作用。即入射光不是与所有 原子发生共振相互作用，只与热运动速率分量
Vz c(v v0 ) / v0
的那一类原子发生共振相互作用，并引起这类 原子的受激跃迁。
谱线宽度与单色性：
或v
例
越小，单色性越好
光谱线的碰撞展宽和多普勒展宽的产生
光谱线的碰撞展宽和多普勒展宽的产生
光谱线的碰撞展宽是指由于原子或分子与其他粒子的碰撞而导致的线宽增加。
当光通过原子或分子气体时，会和气体中的原子或分子发生碰撞。
碰撞会导致原子或分子的能级发生变化，从而使得光谱线的频率发生变化。
碰撞引起的能级变化会导致光谱线的展宽增加，即波长范围增大。
多普勒展宽是指由于源或接收者的运动而导致的光谱线的展宽。
当光源或接收者相对于观测者运动时，光谱线的频率会相对于静止时产生变化。
这是由于多普勒效应的影响引起的。
多普勒效应是指当发光源与观察者之间存在相对运动时，观察者所观测到的光谱线频率会发生变化。
源或接收者向观察者靠近时，光谱线的频率会增加，即波长变短，导致光谱线展宽增加。
总而言之，光谱线的碰撞展宽是由于碰撞引起的能级变化而导致的，光谱线的多普勒展宽是由于源或接收者的运动而引起的。
这两种展宽机制都会使得光谱线的展宽增加，波长范围变大。
多普勒计算公式
多普勒计算公式多普勒计算公式是一种用于测算物体的运动信息的公式，是现代力学的基础。
法国数学家多普勒于1687年，在其著作《天体运动》中首次提出了多普勒计算公式。
在古典力学中，多普勒计算公式可用于描述任意物体在不受其它物体影响的情况下的速度和运动轨迹，可以精确表示物体运动的轨迹。
多普勒计算公式的四个参数分别是物体的质量，物体的加速度，物体的初始速度和位置。
多普勒计算公式也可以用来计算力学规律，这是因为它可以用来表示物体间施加的各种力和力学效应。
比如，用多普勒计算公式可以描述物体受到回旋力和摩擦力的影响等等。
多普勒计算公式也可以应用于天文学中，可以用来计算行星运动轨道，推导各个行星位置，对行星运动的规律进行分析等。
多普勒计算公式也被广泛应用于航空及航天技术中。
多普勒计算公式可以用来精确计算飞机和航天器的轨道，也可以用来计算进入太空的航天器的轨道，以及将其带回地球的航行轨道。
多普勒计算公式的另一个广泛应用是导航技术，用多普勒计算公式可以精确计算各个空间点之间的距离，以及由一空间点到另一空间点移动所需时间等等，因此可以精确实现航行定位、空间位置求解等。
多普勒计算公式不仅被广泛应用于物理学，天文学，航空航天技术和导航技术中，还可以应用于其它领域，意义重大。
它精确描述了物体运动的轨迹，有助于我们更好地理解物体运动的规律，并进一步推广和发掘物理学的规律。
在目前的科技发展中，多普勒计算公式仍然具有极为重要的地位，可以说它是现代力学的基础。
总之，多普勒计算公式是现代力学的基础，可以用来描述任意物体在不受其它物体影响的情况下的速度和运动轨迹，多普勒计算公式的四个参数分别为物体的质量，物体的加速度，物体的初始速度和位置；多普勒计算公式也可以用来计算力学规律，用来表示物体间施加的各种力和力学效应；多普勒计算公式也可以应用于天文学，可以用来计算行星运动轨道；多普勒计算公式也被广泛应用于航空及航天技术中，也可以应用于导航技术；多普勒计算公式不仅被广泛应用于物理学，天文学，航空航天技术和导航技术中，还可以应用于其它领域，意义重大。
激光原理周炳坤-第5章习题答案
第五章 激光振荡特性1、证明： 由谐振腔内光强的连续性，有：I =I 'ηη''=⇒'⋅'=⋅⇒C N CNV N V N 谐振腔内总光子数 )(l L S N NSl -'+=Φ)(l L NS NSl -'+=ηη ηηη/])([l l L NS +-'=η/L NS '= , 其中)(l L l L -'+='ηηRNSl C n dt d τησΦ-∆=Φ21 R L NS NSl C n dt dN L S ητηση'-∆='21 , CL R δτ'=L CNL l CN n dt dN '-'∆=δσ212．长度为10cm 的红宝石棒置于长度为20cm 的光谐振腔中，红宝石谱线的自发辐射寿命3410s s τ-≈⨯，均匀加宽线宽为5210MHz ⨯。
光腔单程损耗0.2δ=。
求(1)阈值反转粒子数t n ∆；(2)当光泵激励产生反转粒子数 1.2t n n ∆=∆时，有多少个纵模可以振荡(红宝石折射率为 解：(1) 阈值反转粒子数为：222212112337217344210 1.764100.2 cm 10(694.310) 4.0610cm H s t n l l πνητδδσλπ----∆∆==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯(2) 按照题意 1.2m t g g =，若振荡带宽为osc ν∆，则应该有22221.222H t t osc H g g ννν∆⎛⎫ ⎪⎝⎭=∆∆⎛⎫⎛⎫+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 由上式可以得到108.9410Hz osc H νν∆==⨯相邻纵模频率间隔为10831022( 1.76())2(10 1.7610) 5.4310Hzq c c l l L l ν⨯∆==='⨯+-⨯+=⨯ 所以1088.9410164.65.4310osc q νν∆⨯==∆⨯ 所以有164~165个纵模可以起振。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
多普勒线宽计算公式
正电子e+射入固体后迅速冷却(10ps)热化,动量很小,但固体中高速运动的电子e-动量不为零.e+与e-湮没时,由于湮没对的总动量不为零,Doppler效应使湮没产生的γ光子有能移.测量γ光子的能移(),可以得到固体中电子动量分布的信息.由...正电子与电子湮没时,正电子和电子的静止质量能和动能(几个电子伏)全部转变成电磁辐射能——两个γ光子。
在正电子-电子对质心坐标系观察,这两个γ光子能量各为0.511MeV,方向相反且成精确的180°。
但在实验室坐标系观察,这两个γ光子能量.
正电子湮没能谱仪用于测定湮没辐射的γ光子能量相对于0.511MeV的偏离。
试样-正电子源-试样的放置方式与寿命谱测量时相同。
图9-2-5为该谱仪的原理图。
探测器通常是高分辨率的固体探测器,如Ge(Li)和高纯Ge。
试样-正电子源-试样辐源。
吸收谱线的展宽以上简化模型中的线宽Δω与谱线的展宽机理有关。
如果将光子看作一个电磁波的波包,理想的无限窄线宽对应于持续时间无限长的波包,对应于绝对单色的光波。
实际上,电磁波会衰减,不可能维持无限长的等幅振荡。
在核反应堆多物理过程耦合计算中,需要考虑因燃料棒和慢化剂温度变化而导致的多普勒效应。
核反应堆从零功率启动到满功率过程中,燃料棒温度从300K 变化到1000K左右,慢化剂温度从300K变化到600K左右。
温度的变化将引起原子核反应截面值的变化,从而影响反应堆反应性的变化。
根据文献提...[详细] 玻尔兹曼常数的定值将致使温度测量逐步从协议温标向热力学温标过渡。
为了实现一种量子化的可实现芯片级的热力学温度测量传感方案,本课题利用直接吸收光谱方法精密测量C_S~(133)原子D1(6S~(1/2)→6p~(1/2))跃迁吸收谱线,
并利用Voigt线型拟合模型提取谱线中多普勒展。
正电子湮没谱能测量到材料内部的电子动量分布信息,因而广泛应用于研究材料缺陷化学环境。
谱的低动量部分对应于正电子与传导电子或价电子湮没的动量信息,而高动量部分则主反映了核芯电子的动量分布信息。
早期的谱采用单探头探测,所测得的谱的峰本较低。
中子核截面数据是反应堆物理计算的基础，对其计算结果的准确性具有决定性的影响。
RMC、MCNP等连续能量蒙卡输运程序所需的ACE格式温度相关中子截面库，一般由NJOY等截面加工软件从ENDF格式评价核数据库加工而来，处理过程包括共振重造、线性化、等。
传统的Kernel B...[详细]
堆用蒙特卡罗程序RMC具备中子、光子、电子耦合输运能力,能完成精确的屏蔽计算,其中光子输运过程采用光子数据库进行了康普顿散射模拟。
本文对康普顿散射物理原理及方法进行分析量子光学不断发展,光与物质相互作用所产生的量子相干效应一直是备受研究者关注的,如电磁诱导透明、绝热条件下粒子数转移、无反转激光等。
其中电磁诱导透明现象被应用到许多领域中:粒子数的相干俘获、相干增强克尔非线性、静止光等等。
随着对电磁诱导透明现象的深入探究,研究者发现电磁诱导透明的。