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标题: 气体激光带宽与多普勒谱线展宽 [打印本页]

作者: 土豆 时间: 2003-7-3 04:39
标题: 气体激光带宽与多普勒谱线展宽
现在很多的国内网站都把斯塔克在1919年获奖翻译如下：
1919年的物理诺贝尔奖之一是：
“J.斯塔克（德）发现阴极射线中的多普勒效应”，

可是canal ray应该翻译成“阳极射线”或极隧射线，
（也有少数翻译成“极隧射线”的）
阴阳颠倒了？这样的翻译错误不知是怎么回事？

按照原文看，阳极射线是与阴极射线相反的，
（介绍文中没有明确方向的问题，译文见附文）
所以由此得名？
估计是气体离子被电场加速的途中又顺手抓到一个电子，
于是就成了一个高速运动的“发光原子”，
于是被归入光源运动的多普勒效应，

这样看来在气体激光器中似乎也有这个问题了？
但是好象没有看到气体激光器书籍里有这方面的考虑吧？
是因为关系不大吗？
可是我觉得这种多普勒谱带展宽现象应该与气体激光的带宽有关？
激光的带宽是一个挺重要的指标呀？
有点奇怪，还请各位指点，

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附译文：

皇家科学院决定1919年的物理诺贝尔奖颁发给Greifswald大学的
J.斯塔克教授，以奖励他的如下发现：阳极射线中的多普勒效应
和电场下的光谱分裂现象。

随着对电流穿过高纯气体的物理现象的研究，导致了一系列重大
的发现，多年前，1869年Hittorf发现如果把放电管抽成低气压，
负电极（也称为阴极）会放射出射线，虽然肉眼看不见，然而
可以通过某种特殊的效应对这种射线进行观察，

对这些阴极射线的不断研究表明，它们是由带负电荷的粒子流
构成的，该粒子的质量只有氢原子质量的1/1800，我们称这些
微小粒子为电子，随着对电子性质以及它与物质的关系的研究，
逐步发展成为现代物理的主要理论之一，电子理论和由此产生
的物质组成的概念已成为物理和化学的重要基础，

当阴极射线撞击一个物体时，就形成了一个新的辐射源，这个
发现是Rntgen在1895年得到的，他称其为X射线，对此进行的
研究导致了各科专业上的很多重要成果，

通过von Laue对X射线在晶体中的衍射现象的发现，证明这种
射线是波长很短的光波。现在甚至可以得到这种射线光谱的照片，
于是科学探索又多了一种对未知领域的研究方法，

Von Laue的发现也给晶体学领域的重要发现提供了机会，现在
W.H. Bragg和他的儿子为此目的已经提出了他们的理论和实验方法，
以确定晶体中原子的位置，这些方法使一个全新的世界开始得以展现。

同样重要的发现由Barkla在1906年得到，即任何化学元素受到
X射线照射而发光时，会发出一种其特有的X射线光谱，这个发现
对原子结构理论的研究极为重要，

Goldstein于1886年在装有高纯气体的放电管中发现了一种新
的射线，这项研究对我们了解原子和分子的物理性质很重要，
根据其形成的方式，Goldstein称其为阳极射线（极隧射线），
W. Wien和J.J. Thomson的研究证明了这种射线主要是由在
放电管中的带电气体原子组成，这些带电原子沿射束方向
以很高的速度运动。

这些阳极射线粒子在沿着射束方向运动的过程中与管中的气体
分子不断的碰撞，这样，如果动能足够大，就会如所期望的
那样发出光来，在此之前，斯塔克于1902预见运动中的阳极
射线粒子会变成发光的粒子，如果射线粒子向着观察者运动，
它们发出的光谱线一定会向光谱的紫端移动，这种谱线移动
与向着我们运动的星光谱线发生紫移的情况是一样的，由这
种称为多普勒效应的类比，光源速度的增加与阳极射线粒子
的速度增加是一样的，

斯塔克于1905年第一次在装有氢的阳极射线管中观察到了这种现象，
在熟知的巴耳末系（氢可见光谱系）中的每条氢谱线旁边，出现了
一些新的展宽谱线，如果观察者向着阳极射线射来的方向观察，
它们就位于氢原始谱线偏紫的一边，如果从阳极射线的背后观察，
则它们位于氢原始谱线偏红的一边，这里所说的现象对所有化学
元素产生的阳极射线都适用，

这是第一次在陆地上观察到的光源运动多普勒效应，这有助于
证明阳极射线粒子是发光的原子，或者是发光的离子，斯塔克
和他的学生们对多普勒光谱的进一步研究导出了很重要的结果，
这些成果不仅是关于阳极射线自身构成等问题的，而且关系到
相同的化学元素在不同的环境下有着不同的光谱这一自然现象。

（注：有关强电场下的光谱分裂部分的翻译从略）
英文原文见：诺贝尔网站---The Nobel Prize in Physics 1919：
http://www.nobel.se/physics/laureates/1919/press.html

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