钯原子偶宇称能级跃迁分支比的测量.pdfVIP

吉林省第四届科学技术学术年会 3 钯原子偶宇称能级跃迁分支比的测量 韩丽丽 戴振文 蒋占魁 (吉林大学物理学院光学系 长春 130021) 摘 要：近年来，钯原子的谱线在天体的光谱中已经被多次测量，天体物理学家急需钯原子的准确原 子数据来分析天体中钯的元素丰度，进而推演宇宙的起源、发展等天文物理的问题。鉴于钯原子数据的缺 乏性和仅有数据的不一致性，我们利用高分辨率光栅单色仪测量了钯阴极空心阴极灯的发射光谱，通过 标定光谱仪器的响应函数。得到了钯原子7个偶宇称能级的跃迁分支比。 关键词：钯原子 跃迁分支比 元素丰度 1 引言 原子或离子谱线分支比的测量在原子物理学、天体物理学和分析化学等学科中具有重要的意义。原 子物理学中。通过实验测量能级寿命和跃迁分支比来计算跃迁几率和振子强度是得到该原子数据的常用 实验方法，所得跃迁几率和振子强度实验值是检验各种原子理论模型的准确性和适用性的重要参考数 据．同时也是天体物理学中通过光谱技术测定太阳和恒星中元素丰度的基础；分析化学中，元素跃迁分支 比的准确测量是准确定量分析的基础。 元素钯(pauadium)的谱线很早就在太阳的发射光谱中观测到，近年来随着天文观测技术的进一步发 展．在其他的恒星中也观测到了元素钯的谱线。例如，1993年借助于安装在哈勃太空望远镜上的高分辨率 对太阳以及其它恒星中的钯丰度进行了推算，结果存在偏差。结果的不同，一方面是推算中依据的理论不 同而导致的。另一方面是因为计算过程中采用的钯原子(或离子)数据有差异甚至缺乏。本文测量了钯原 子7个偶宇称能级的跃迁分支比。是对该元素原子实验数据的补充，同时在天体物理学和原子物理学中 有其重要的意义。 2 实验装置 Instruments 实验中，采用钯阴极的空心阴极灯(Varsal Inc．)作为发射源，所用载气为氩气，填充压强 Research 狭缝(10微米)上；所用单色仪型号为SpectraPro一500i(Actom R928)接收并传输到微 光谱分辨率o．351。信号由安装在出射狭缝(10微米)处的光电倍增管(Hamamatsu 机中。整套测量系统均由微机控制。 标定光谱仪器的响应函数时，我们采用的标准光源是辐射功率为1000瓦的卤钨灯，该灯在各波段的 辐射功率由中国计量科学研究院标定。在实验中用标准灯取代空心阴极灯，测量其发射谱。标定过程中， 6030A 为了保证标准灯工作电流的稳定性，采用HP／Agilent 背底信号，在扣除背底信号的情况下，测量数据与标准灯辐射标准数据结合得到整套仪器的光谱响应曲 线。标定范围为250～750nm，在最弱辐射区域(250rim)处，辐射强度的不确定度4％。 4 增强自主创新能力 促进吉林经济发展 3分支比的测量 ·由上能级k跃迁至下能级i，j的分支比Rii定义为： ％=箸=器 ㈩ 统(包括石英透镜)的光谱响应函数，实验中通过标准灯进行了标定。通常把跃迁最强的谱线强度作为标 准(R=1)，进而求得其他谱线的分支比。为了准确识别发射谱中的各条谱线，我们参考了文献[21。 为了检测空心阴极灯的自吸收效应，实验中分别测定了不同工作电流(5mA，6mA，7mA)下空心阴极 灯的发射光谱，但是并没有发现明显的自吸收现象，所以我们将工作电流保持在生产商所给定的工作电 流6mA处，对空心阴极灯的发射谱进行了多次测量。 II4d 为了验证本实验测量系统的可信度，我们首先对已经有过精确测量的Ar 4p北能级的跃迁分支 比【4】进行了测量，结果及其比较如表1所示。 表1 Emissio