光谱学与原子物理

等值宽度

你要如何用单独一个数字来表示一条吸收线的强度呢?一条线可以又深又窄,也可以又浅又宽,却从光里夺走同样多的总光量。天文学家想要一个量度,来表示一条线从光谱中咬掉的「整口」有多大,而不管它确切的形状。这个量度,就是等值宽度。

诀窍是一幅巧妙的图像。把这条线夺走的全部光收拢起来,想象把它扫进一个全黑的、一路降到零亮度的矩形缺口里。等值宽度,就是这个黑矩形必须有多宽——以波长度量,比如以纳米或纳米的极小分数计——才能夺走与真实那条线完全相同的总光量。一条吞掉很多光的强线,等值宽度大;一条暗弱的线,则小。它抓住的是总强度,却不在意这条线究竟是深而细,还是浅而宽。

等值宽度是定量光谱学的日常通货。由于它绕开了一条线形状上那些杂乱的细节,它既稳健又易于测量,正是天文学家送进生长曲线、用以算出某元素有多少原子的那个数字。测出许多条线的等值宽度,再握有温度,你就能重建出一颗恒星完整的化学配方。

一条微弱的铁线,等值宽度可能只有几千分之一纳米,而太阳那两条强钠 D 线则达到几十分之一纳米——强了数百倍。

把一条线夺走的全部光,重新打包成一个等量吸收的黑盒子的宽度。

等值宽度测量的是被夺走的总光量,这与线在波长上的物理宽度并不是一回事。一条压致展宽的线和一条热致很窄的线,可以拥有相同的等值宽度,外貌却截然不同。

又称
EW等效宽度