光譜學與原子物理

等值寬度

你要如何用單獨一個數字來表示一條吸收線的強度呢?一條線可以又深又窄,也可以又淺又寬,卻從光裡奪走同樣多的總光量。天文學家想要一個量度,來表示一條線從光譜中咬掉的「整口」有多大,而不管它確切的形狀。這個量度,就是等值寬度。

訣竅是一幅巧妙的圖像。把這條線奪走的全部光收攏起來,想像把它掃進一個全黑的、一路降到零亮度的矩形缺口裡。等值寬度,就是這個黑矩形必須有多寬——以波長度量,比如以奈米或奈米的極小分數計——才能奪走與真實那條線完全相同的總光量。一條吞掉很多光的強線,等值寬度大;一條暗弱的線,則小。它抓住的是總強度,卻不在意這條線究竟是深而細,還是淺而寬。

等值寬度是定量光譜學的日常通貨。由於它繞開了一條線形狀上那些雜亂的細節,它既穩健又易於測量,正是天文學家送進生長曲線、用以算出某元素有多少原子的那個數字。測出許多條線的等值寬度,再握有溫度,你就能重建出一顆恆星完整的化學配方。

一條微弱的鐵線,等值寬度可能只有幾千分之一奈米,而太陽那兩條強鈉 D 線則達到幾十分之一奈米——強了數百倍。

把一條線奪走的全部光,重新打包成一個等量吸收的黑盒子的寬度。

等值寬度測量的是被奪走的總光量,這與線在波長上的物理寬度並不是一回事。一條壓致展寬的線和一條熱致很窄的線,可以擁有相同的等值寬度,外貌卻截然不同。

又稱
EW等效宽度