HTO－高压气体放电灯
所有处于激发水平的寿命在10-9秒的数量级。
激发状态维持的时间相对短这样一个事实直接导致辐射的发生，根据量子物理，这是因为Heizenberg定理的适用。简短的说，并不是所有的信息在同一时间都可以得到，如原子。
应用在激发的原子上，这里给出如下的不等式：
式中E能量水平高度的不确定值，因此，能量水平寿命越短，能量水平高度的不确定值越大，这种不确定也就意味着不是仅有单一能量的光子被发射，而且一个光子分布，在光谱中，这表明不是一个无限的尖锋，而是一个确定宽度的线，这个线的最小宽度可以提前预知，所以称之为自然线宽。
自然线曲线可以通过下面的等式来进行描述：
函数L(λ, λ0)是一个规范化函数，带有中心波长参数 λ0，函数规范化表示：
借助于量子物理学，自然曲线可以通过一个称之为Lorentz的曲线来进行描述：
一个曲线的例子如图4.2所示：
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4.2.3 线加宽
有很多方法可以确认由确定原子跃迁尔发射的辐射纵剖面宽度要比自然线的宽度要宽。他的重要性在于：多普罗加宽和压力加宽，后者有可以分为van der Waals’加宽和Resonance加宽，多普罗加宽是由于原子速度改变导致辐射频率改变，观察到的频率用下式表示：
Νo是发射频率，V是在观察着方向的原子速度分量，加宽后的纵剖面存在是因为原子的不同方
向和速度被均分，作为这种均分的结果，多普罗加宽线是对称的，在高压钠灯中多普罗加宽的数量级是0.4nm 。
压力加宽，也称之为密度加宽，它是由于发射辐射的原子受到邻近的其他颗粒的干扰才发生的，原因就是当有另外一个原子靠近原子时，导致它的能级水平改变，如图4.3所示，激发状态的高度和基态的变化是原子相互距离的函数。因为高水平能级和低水平能级不会和原子之间相互距离的函数关系一样变化。这两个水平之间的距离同样变化。线加宽是因为有很大数量的不同的原子之间的相互距离被均分。加宽对低水平和高水平的的变化趋势依赖很强，压力加宽并不是一直都是对称的。
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能量水平随着原子距离的变化在很大程度上取决于什么样的原子作为干扰原子，原理上有两种可能：一种就是干扰原子和发射原子是同一种类型的，或者是另外一宗类型。在第一中情况下是共振加宽，在第二种情况下是van de Waals’ 加宽。对于共振加宽一个很重要的例子就是：钠原子之间的交互作用尔产生的钠共振线，这种共振加宽是对称的。如果这种加宽线是由汞原子作为干扰原子尔产生的，那就是van de Waals’加宽的一个例子。最后提到的一点即是对于长波区域有一个长尾巴的不对称曲线。
4.2.4 自我吸收
在前面的章节中，我们阐明内原子发出辐射，它的强度分布由线剖面决定，不管它是不是加宽。这并不是说这样的线剖面我们总是在等离子体外观察得到。在由等离子体向外传播的途中，辐射有多种途径被吸收。
这对于共振辐射特别重要，辐射不能直接通过等离子体而是被吸收的现象称之为自我吸收。由于自我吸收并不等于整个线剖面，在发射线剖面和通过等离子体外面观察到的光谱分布存在不同。这种分布称为线轮廓。
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在继续自我吸收现象前，最好定义一下“optical thickness”图4.4描述
公式中k（v）是吸收系数，指数_(x)就是 optical thickenss,如果发生吸收的媒介是气体，一些特别的发射吸收线一致时，吸收就会发生，
不仅取决于在媒介中的位置，而且还取决于频率（和波长），只有在频率和气体的
也就不会等于零。由于optical thickness是吸收的一种测量，气
体的optical thickness同样依赖于压力。和optical thickness紧密相关的一个数量就是媒介的传递。
在一个传递的光谱的帮助下，我们可以计算当灯中心发出的辐射通过等离子体时，在线剖面上会发生什么，图4.5给出了一个线剖面，一个光谱的传递和他们的复合。这个复合线给出了在灯外面可以观察到的光谱分布、线轮廓。这个线轮廓显示了一个很特别的特性。。在线的中心等离子体的optical thickness 是大的 ，很少的辐射可以达到外面。在离线中心比较远的地方，很少被吸收，但那儿的发射也很低，结果就是在线轮廓中两个最大值被重现了组合。这样一种线轮廓，他的线中心强度很低，我们称之为自我反转。
线轮廓的精确形状取决于很多参数，在这些参数中，线纵剖面，等离子体压力和电弧管的半径同样会决定optical thickness, .随着压力升高，the optical thickness 会增加。传递光谱的古底会变宽。结果就是两个线轮廓的最大值离的更开。这个距离（称之为‘
我们还作了更多的研究来使用线轮廓这个工具来诊断等离子体。
）就是压力的一个指示。
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4.2.5 辐射传递方程
在前面的章节中，我们定性的阐述了发射光谱中吸收的影响因素。然而，还有更多的定性描述的方法，这里是另外一个通过等离子体吸收和发射的影响因素的描述方程。这种微分方程式导致了辐射传递方程的解决。
这个方程可以应用在很多特殊的 例子中。 1. 一个optically thin 等离子体
optically thin表示对于吸收已经没有问题，方程4.21中的指数项等于1，这对于发射辐射来说：
总强度等于在视图所有方向上的发射系数的合成。 2. 均匀等离子体
在一个均匀的等离子体中，所有的参数都是独立的，积分就可以很容易解决：
因数2 K (v)xo是频率－由等离子体的optical thickness 的?(ν,x)决定。
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