亮溫度

[拼音]：dengliziti guangpu

[外文]：plasma spectrum

從等離子體內部發出的從紅外到真空紫外波段的電磁輻射譜。它攜帶了大量有關等離子體複雜的原子過程的資訊。利用光譜學的原理和實驗技術，並藉助於等離子體的理論模型，測量分析等離子體光譜，對於等離子體的研究是有重要意義的。

等離子體光譜主要是線狀譜和連續譜。線狀譜是等離子體中的中性原子、離子等由其高能級的激發態躍遷到較低能級時所產生的，單個粒子發射的譜線強度主要決定於：

（1）原子或離子的外層電子處於上能級的機率，②這種電子從上能級躍遷到下能級的躍遷機率，③光子在逸出等離子體之前被再吸收的機率。但譜線的總強度與電子和離子的密度和溫度有關，每條譜線有它自己的強度分佈規律，因此從譜線強度的測量，結合理論模型和上述光譜中的原子資料，可以得到電子、離子的密度、溫度等資訊。根據多普勒效應，從譜線波長的移動可確定等離子體的巨集觀運動速度。連續譜是電子在其他粒子的勢場中被加速或減速而產生的。從連續光譜強度的測量，也可得到電子密度、溫度等資料。

隨著等離子體溫度的升高，如到達106度以上，原子的外層電子逐漸被剝落，形成各種離子態的離子，如CⅣ、CⅤ、OⅥ、NⅤ、FeⅪⅩ、TiⅪⅩ（Ⅰ為中性原子，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、…為失去 1、2、3、…個外層電子的離子）等。這些高次電離的離子，其線狀譜大都處在遠紫外波段。連續譜的情形，也是隨著溫度的升高，其發射強度的極大值往短波方向移動。對於高溫等離子體，如目前聚變高溫等離子體，其工作物質是氫及其同位素氘和氚，但不可避免地會含有一些雜質，如C、O、Fe、Ti、Mo、W等元素，溫度已達107度以上，這些雜質離子的光譜大部分是在真空紫外及 X射線波段。分析這些較重雜質的高次電離譜線的出現時間和位置，比較它們的強度，對這樣高的溫度的等離子體的參量測量、輸運過程和等離子體的輻射損失等的研究都是很重要的。尤其是對類氫、類氦離子的譜線強度的分析，更為有用，因為對於這些離子的原子資料較為完全。

等離子體光譜的另一個重要方面，是譜線的形狀或輪廓。光譜線並不是“線”，而是有一定寬度的輪廓。在等離子體光譜中，譜線增寬的機制較複雜，其中有兩個因素比較重要，就是多普勒效應和斯塔克效應。等離子體中的各種粒子處於無規熱運動狀態，它們相對於觀察者具有各種方向和大小的速度，就會產生多普勒頻移，因此，所發射的光譜線不再是“線”，而是按波長的某種分佈，即譜線“變寬”了，這就是多普勒增寬。多普勒增寬同離子速度分佈有關，如這種離子的速度呈麥克斯韋分佈，則與其離子溫度有關。用多普勒增寬測量高溫等離子體中的離子溫度是一種常用的方法，離子溫度可用下式計算：

，

式中k為玻耳茲曼常數，Ti為離子溫度，A為所測原子或離子的原子量，墹λ為譜線輪廓在半高度處的寬度。計算時要扣除其他因素引起的增寬。

另一個重要效應是斯塔克效應。等離子體中的每個發光粒子都處於其他粒子所帶電荷產生的電場中，由於電場的作用，這個粒子所發射的光譜發生分裂，這就是斯塔克效應。分裂情況同等離子體中的粒子密度有關。帶電粒子產生的微觀電場是複雜的，引起各式各樣的斯塔克分裂，疊加的結果，使光譜線變寬，形成斯塔克增寬。在溫度較低(幾個電子伏)、密度較高（大於10τm-3 ）的等離子體中，常用斯塔克增寬來測量電子密度。