Stark broadening of neutral and singly ionized gallium and indium
01/01/1987 https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00210488 ... utilisant un mélange sodium-indium ou potassium-gallium la densité electronique pouvant.
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M/ BM/BmK HBM2b
hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM, 703LE JOURNAL DE
PHYSIQUE
STARK BROADENING OF NEUTRAL AND SINGLY IONIZED GALLIUM AND INDIUM LINESM. N'DOLLO and M. FABRY
Laboratoire de
Physique
des Milieux Ionisés (C.N.R.S., U.A. 835),Faculté des Sciences de
Nancy,
B.P. 239,54506
Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex,
France
(Regu le18 novembre
1986, accepte Ie
19 fivrier 1987)Résumé : Les
élargissements
Stark de raies du
gallium et de l'indium neutre (Ga I, In I) et une fois ionisé (Ga II, In II) sont calculés à partir d'une méthode semiclassique et mesurés. Les déterminations expérimentales sont déduites de l'observation spectroscopique d'un arc à cathode liquide utilisant un mélange sodium-indium ou potassium-gallium, la densité electronique pouvant varier de 1014 à 2 1015 cm-3 et la temperature électroniqueétant voisine de 3300K.
Abstract : Stark widths for lines of neutral and
singly ionized gallium and indium are both calcu- lated and measured. Calculations are based on a semiclassical method. Measurements are carried out by observing the emission of a low-pressure sodium-indium or potassium-gallium mixture in a liquid cathode arc. The electron density ranged from 1014 to 2 x 1015 cm-3 and the electron temperature was close to 3300K. J.Physique
48(1987)
703-707 MAI
1987,Classification
Physics
Abstracts
32.70J - 52.70K
1. Introduction.
Stark broadening parameters of spectral lines will be useful in the characterization of plasmas. Nu- merous measured and calculated Stark widths have been reported for neutral and singly ionized elements but no data are available for gallium and indium.In this
paper we report calculated and measuredStark widths for some lines of neutral or
singly ion- ized gallium and indium. Measurements consist in the spectroscopic observation of a potassium-gallium or a sodium-indium arc. In the plasma, electron den- sity ranges from 1014 - 2 x 1015cm-3 for an electron temperature of about 3300K. G.B.K.O. theory [1] is used for the calculations which was proved successful in predicting the widths of isolated lines for neutral atoms [2 - 3].We used
semi-empirical relations [4] for ions ; indeed, experimental works show that theG.B.K.O. widths are often too small
by a factor 2 to10 for ion lines
[5 - 71. 2.Theory.
The broadening of emission lines is treated by using the substantial difference in equilibrium veloc- ities for electrons and ions. For the slow moving ions, the quasistatic theory can be used : ions are as- sumed to be motionless while the perturbation acts, which significantly alters the atomic Hamiltonian. It results in a shift of the levels by the Stark effect.The electron
impact theory requires that strong col- lisions are well separated in time while overlapping collisions are weak and can be treated by means of the second order perturbation approximation. The effect can be reduced to calculation of the scatteringArticle published online by 704matrix for a single collision.
Averaging
over the pos- sible electron configurations is required.Electrons
are assumed to have a Ma,xwellian velocity distribu- tion, to be randomly distributed in space and to have straight trajectories. The broadening calculations are greatly simpli- fied when only isolated lines are considered. This means that neighbouring energy levels do not over- lap.The electron
impact width we and shift d of an isolated line with upper state i and lower state f can be obtained from G.B.K.O. theory by [1] : in terms of the S-matrix for collision of a single elec- tron with an atom. The curly brackets , indicate an angular average, the thermal average being com- pleted by integration over velocities v. The minimum impact parameter pmin is obtained by : and the cut-off in the integration over the parameter , P atquotesdbs_dbs32.pdfusesText_38[PDF] Vision. Descriptif général
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