Lecture21-Doppler pdf


Download 0.72 Mb.
Pdf ko'rish
bet10/10
Sana08.01.2022
Hajmi0.72 Mb.
#235041
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Bog'liq
lecture21-doppler

broadening. If the gas is at a temperature T , the probability M

(v)dv of finding an atom with

velocity between v and v + dv is given by the Maxwell-Boltzmann distribution

M

(v) =



m

2πk


B

T

r



e

m v2



2k BT

(12)


where m is the mass of the Hydrogen molecules k

B

is the Boltzmann constant. At rest, a



Hydrogen atom would have an emission at λ

0

= 656 nm or equivalently at a frequency of ν



0

=

4.5 × 10



17

Hz. If the molecules are moving towards the observer, the frequency will go up due to

the Doppler effect, and if they are moving away, it will go down. The probability of finding the

emission at ν is then P (ν)dν where

P

(ν) =


c

ν

0



M



c



 ν

ν

0



− 1



=



m c

2

2πk



B

0



2

s

exp





mc



2

(ν − ν


0

)

2



2k

B



0

2





(13)

This is a Gaussian distribution with width

∆ν

ν

0



=

∆λ

λ



=

8k

B



T

mc

2



r

=

8



γ

r

c



s

c

(14)



where c

s

=



γ

k

B



T

m

q



is the speed of sound. For example, at room temperature, where c

s

= 343



m

s

and γ =



7

5

for Hydrogen gas,



∆λ

λ

= 2 × 10



−6

and the emission line at λ = 656nm will have a width

of ∆λ = 0.002nm.

Doppler spectroscopy



7

Document Outline


Download 0.72 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling