2015-09-06
792
Для использования этого метода необходимо выполнение следующих условий:
1) Больцмановское распределения атомов в плазме по энергетическим уровням.
2) Плазма должна быть оптически тонкой, то есть используемые для измерений спектральные линии не должны заметно самопоглощаться (не должны поглощаться самой плазмой).
3) Знание вероятностей спонтанных переходов 
, используемых спектральных линий и их статистические веса 
.
Интегральная интенсивность спектральной линии, соответствующей переходу атома с 
-го уровня на уровень 
для однородного излучающего слоя плазмы длиной 
, определяется соотношением
[ 
], (10)
где 
- спектральная интенсивность, - вероятность перехода (коэффициент Эйнштейна) для спонтанного перехода, 
-частота излучения. При выполнении (3) получаем:
. (11)
Напомним, что 
и -параметры верхнего уровня. Если зарегистрировать интегральную интенсивность спектральной линии 
в абсолютных единицах [ ], то по (11) температуру плазмы можно измерить, используя одну спектральную линию. Однако измерения абсолютных значений интенсивностей по сравнению с относительными измерениями дают, как правило, большую погрешность. Кроме того, необходимо знать параметры и 
, которые определяются тоже с заметной ошибкой. Поэтому для увеличения точности измерений используют две или больше спектральных линий, интенсивности которых измеряют с большей точностью в относительных единицах и, кроме того, отпадает необходимость в определении и . Для двух линий и 
получим:
|
|
|
. (12)
Погрешность измерения температуры в этом случае зависит от разности верхних уровней двух линий – чем больше разность, тем меньше ошибка измерений.
. (13)
К сожалению, во многих случаях разность 
меньше, чем 2 эВ. Кроме того, требуется знание вероятностей переходов 
и 
. Во многих случаях неопределенность в величине вероятностей переходов достигает ~100%, и при расчете 
это может привести к еще большим ошибкам. Поэтому для повышения точности для измерения используют несколько линий.
