NIST Atomic Spectra Database|原子光谱学数据集|光谱数据数据集

The Atomic Spectra Database (ASD) contains data for radiative transitions and energy levels in atoms and atomic ions. Data are included for observed transitions and energy levels of most of the known chemical elements. ASD contains data on spectral lines with wavelengths from about 0.2 Å (ångströms) to 60 m (meters). For many lines, ASD includes radiative transition probabilities. The energy level data include the ground states and ionization energies for all spectra. Except where noted, the data have been critically evaluated by NIST. For most spectra, wavelengths, transition probabilities, relative intensities, and energy levels are integrated, so that all the available information for a given transition is incorporated under a single listing. For classified lines, in addition to the observed wavelength, ASD includes the Ritz wavelength, which is the wavelength derived from the energy levels. The Ritz wavelengths are usually more precise than the observed ones. Line lists containing classified lines can be ordered by either multiplet (for a given spectrum) or wavelength. For some spectra, ASD includes lists of prominent lines with wavelengths and relative intensities but without energy-level classifications.

原子光谱数据库（ASD）收录了原子及其离子中的辐射跃迁和能级数据。该数据库涵盖了已知大多数化学元素观测到的跃迁和能级信息。ASD包含从约0.2 Å（埃）至60 m（米）波长的光谱线数据。对于许多光谱线，ASD还提供了辐射跃迁概率。能级数据包括所有光谱的基态和电离能。除非特别说明，所有数据均经美国国家标准与技术研究院（NIST）严格评估。对于大多数光谱，波长、跃迁概率、相对强度和能级信息均已综合，确保了针对特定跃迁的所有可用信息均包含在单个条目中。对于分类光谱线，除了观测到的波长外，ASD还包括里茨波长，即从能级推导出的波长，通常比观测波长更为精确。包含分类光谱线的谱线列表可按多重谱（针对特定光谱）或波长进行排序。对于某些光谱，ASD还包括了具有波长和相对强度的显著光谱线列表，但不包含能级分类。

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数据集介绍

构建方式

NIST Atomic Spectra Database（NIST原子光谱数据库）的构建基于广泛的光谱实验数据和理论计算。该数据库汇集了来自多种实验技术和理论模型的数据，包括原子发射光谱、吸收光谱和荧光光谱等。通过整合这些多源数据，数据库提供了对原子光谱的全面描述，涵盖了从低能级到高能级的广泛能量范围。数据的收集和处理过程严格遵循国际标准，确保了数据的准确性和可靠性。

特点

NIST Atomic Spectra Database的特点在于其数据的全面性和精确性。该数据库不仅包含了大量的实验数据，还结合了先进的理论模型，使得用户能够获取到高精度的原子光谱信息。此外，数据库中的数据经过严格的校验和标准化处理，确保了不同来源数据的兼容性和一致性。这些特点使得该数据库成为原子物理学、天文学和材料科学等领域研究的重要工具。

使用方法

NIST Atomic Spectra Database的使用方法多样且灵活。用户可以通过在线查询系统，输入特定的原子种类和能级信息，快速获取相关的光谱数据。此外，数据库还提供了数据下载功能，用户可以将所需数据导出为标准格式，以便进行进一步的分析和处理。对于科研人员，该数据库还支持API接口，方便集成到自定义的分析软件中。通过这些功能，用户可以高效地利用数据库中的资源，推动相关领域的研究进展。

背景与挑战

背景概述

NIST Atomic Spectra Database（NIST原子光谱数据库）由美国国家标准与技术研究院（NIST）开发，旨在提供原子光谱数据的全面和精确资源。该数据库涵盖了从氢到铀的所有元素的光谱数据，包括波长、强度和跃迁概率等信息。自1995年首次发布以来，NIST Atomic Spectra Database已成为天文学、物理学和化学领域的重要工具，为研究人员提供了可靠的数据支持，促进了原子光谱学的发展和应用。

当前挑战

NIST Atomic Spectra Database在构建过程中面临多项挑战。首先，数据的准确性和完整性是关键问题，需要通过实验和理论计算相结合的方法来确保。其次，随着新元素和同位素的发现，数据库需要不断更新和扩展，以保持其前沿性和实用性。此外，数据的标准化和格式统一也是一大挑战，以确保不同研究团队能够方便地访问和使用这些数据。最后，如何有效地处理和存储大量高精度的光谱数据，以满足现代科学研究的需求，也是该数据库需要解决的重要问题。

发展历史

创建时间与更新

NIST Atomic Spectra Database（NIST原子光谱数据库）由美国国家标准与技术研究院（NIST）创建，首次发布于1996年。该数据库定期更新，以反映最新的实验和理论研究成果，确保数据的准确性和时效性。

重要里程碑

NIST Atomic Spectra Database的重要里程碑包括其对原子光谱数据的系统化整理和标准化，这极大地促进了天文学、物理学和化学领域的研究。2003年，数据库引入了在线查询工具，使用户能够更便捷地访问和分析数据。此外，2010年，数据库增加了对多电子原子光谱的支持，进一步扩展了其应用范围。

当前发展情况

当前，NIST Atomic Spectra Database已成为全球科研人员不可或缺的工具，广泛应用于原子物理、天体物理和材料科学等领域。数据库不仅提供了丰富的光谱数据，还通过不断更新和扩展，支持了新型材料和技术的研发。其对光谱数据的精确记录和分析，为量子计算和量子通信等前沿科技的发展提供了坚实的基础。

发展历程

• NIST Atomic Spectra Database首次发布，提供了原子光谱数据的基础版本，为科学研究和工程应用奠定了基础。

  1999年
• 数据集进行了重大更新，增加了更多的原子光谱数据，并改进了数据的质量和准确性。

  2003年
• NIST Atomic Spectra Database首次应用于天文学领域，帮助研究人员分析恒星和星系的光谱数据。

  2007年
• 数据集再次更新，引入了新的数据处理算法，提高了数据查询和检索的效率。

  2011年
• NIST Atomic Spectra Database被广泛应用于材料科学研究，帮助科学家分析和理解材料的电子结构。

  2015年
• 数据集进行了全面升级，增加了对更多元素和同位素的支持，进一步扩展了其应用范围。

  2019年

常用场景

经典使用场景

在原子物理学领域，NIST Atomic Spectra Database（NIST原子光谱数据库）被广泛用于研究原子光谱的精细结构。该数据库提供了丰富的原子光谱数据，包括能级、跃迁概率和辐射寿命等，为科学家们提供了精确的参考。通过这些数据，研究人员能够深入分析原子内部电子的相互作用，从而揭示原子结构的微观细节。

实际应用

在实际应用中，NIST Atomic Spectra Database被广泛用于激光技术、光谱分析仪器和材料科学等领域。例如，在激光技术中，精确的原子光谱数据是设计高效激光器的关键。在光谱分析仪器中，该数据库提供了标准化的光谱参考，确保了分析结果的准确性和可靠性。此外，材料科学研究中，原子光谱数据有助于理解材料的电子结构和物理性质，从而指导新材料的开发和应用。

衍生相关工作

基于NIST Atomic Spectra Database，许多相关的经典工作得以开展。例如，研究人员利用该数据库中的数据，开发了多种原子光谱分析算法，提高了光谱测量的精度和效率。此外，该数据库还激发了大量关于原子结构和量子力学的理论研究，推动了相关领域的学术进展。通过这些衍生工作，NIST Atomic Spectra Database不仅丰富了原子物理学的知识体系，还促进了跨学科的技术创新。