[拼音]:lizi guangpu
[外文]:ionic spectrum
原子核外电子被剥离后形成的离子的光谱。下面主要介绍类氢离子光谱和高离化态原子光谱。
类氢离子光谱氦原子被剥离掉一个核外电子就成为一次电离的氦离子He+,与氢原子类似,它的核外也只有一个电子,称为类氢离子;锂、铍、硼等许多元素也能形成类氢离子。这些离子的光谱特征与氢原子光谱类似。
1897年天文学家W.H.皮克林在星体光谱中发现了一个与氢巴耳末系相似的光谱线系,后来被称为皮克林线系。这两个线系的对照如图1所示。实验证实皮克林线系为
皮克林线系相当于n1=4 和n2=5,6,7,…时的情况。式中的RHe是He的里德伯常数。
二次电离的Li2+(Z=3)光谱可表示为
其中n1=1和n2=2,3,4,…的线系处在真空紫外区,已在1930年被观察到。
三次电离的Be3+(Z=4)光谱可表示为
其中n1=1和 n2=2,3,4,…的线系落在真空紫外区,也在1930年观察到了。
在光谱学上,通常在元素符号后面标上罗马数字Ⅰ表示中性原子HⅠ、HeⅠ、LiⅠ、…。 在元素符号后面标上罗马数字Ⅱ表示一次电离的离子 HeⅡ、LiⅡ、BeⅡ、…。在元素符号后面标上罗马数字Ⅲ表示二次电离的离子LiⅢ、BeⅢ、BⅢ、…依次类推。类氢离子光谱即HeⅡ、LiⅢ、BⅣ、BⅤ、CⅥ、NⅦ、OⅧ、FⅨ、NeⅩ、…NaⅪ、…等离子的光谱,原子核外电子数相同,而原子核所带正电荷不同的原子和离子的光谱称为等电子数序光谱。例如氢原子和类氢离子的光谱。
高离化态原子光谱当带电粒子(电子、离子等)或强光与原子相互作用时,可以将较重原子核外的电子大量剥离,产生高次离化的原子,称为高离化态原子。高离化态原子的光谱特征,主要与它们电离后剩下的核外电子的行为有关。
高离化态原子光谱主要处在真空紫外光谱区,软X射线光谱区。同步辐射加速器、高功率的激光器、高分辨率真空紫外光谱仪、X 射线谱仪的研制和应用对研究高离化态原子光谱十分重要。
在天体上存在着高离化态原子,在等离子体、核聚变过程中,在空间飞行体运行过程中,在强激光同物质相互作用过程中都产生大量的高离化态原子。因此,研究和分析高离化态原子的光谱特征和变化规律是十分重要的。
可利用束-箔光谱学技术对元素的离子光谱作大量的研究,图2和图3是NaX和NaⅪ的能级图。从图3可以看出,NaⅪ能级的精细结构间距比氢原子有很大的增加。
参考书目
Baskin and J. O. Stoner, Jr.,Atomic Energy Levels and Grotrian Diagrams Vol.1, 2, North-Holland, Amsterdam,1975,1976.
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