H-альфа
H-альфа ( Hα ) — специфическая темно-красная видимая спектральная линия бальмеровской серии с длиной волны 656,28 нм в воздухе и 656,46 нм в вакууме; это происходит, когда электрон водорода падает с третьего на второй самый низкий энергетический уровень. H-альфа-свет — самая яркая водородная линия в видимом спектральном диапазоне. Это важно для астрономов , поскольку оно излучается многими эмиссионными туманностями и может использоваться для наблюдения особенностей атмосферы Солнца , включая солнечные протуберанцы и хромосферу .
Согласно модели атома Бора , электроны существуют на квантованных энергетических уровнях, окружающих ядро атома . Эти энергетические уровни описываются главным квантовым числом n = 1, 2, 3, ... . Электроны могут существовать только в этих состояниях и могут переходить только между этими состояниями.
Набор переходов от n ≥ 3 к n = 2 называется рядом Бальмера, а его члены последовательно обозначаются греческими буквами:
H-альфа имеет длину волны 656,281 нм , [1] виден в красной части электромагнитного спектра и является для астрономов самым простым способом проследить содержание ионизированного водорода в газовых облаках. Поскольку для возбуждения электрона атома водорода с n = 1 до n = 3 (12,1 эВ по формуле Ридберга ) требуется почти столько же энергии, сколько и для ионизации атома водорода (13,6 эВ), ионизация гораздо более вероятна, чем возбуждение. к н= 3 уровень. После ионизации электрон и протон рекомбинируют, образуя новый атом водорода. В новом атоме электрон может начинать с любого энергетического уровня, а затем каскадно переходить в основное состояние ( n = 1), испуская фотоны при каждом переходе. Примерно в половине случаев этот каскад будет включать переход от n = 3 к n = 2, и атом будет излучать H-альфа-свет. Следовательно, линия Н-альфа возникает там, где происходит ионизация водорода.
Линия H-альфа относительно легко насыщается (самопоглощается), потому что водород является основным компонентом туманностей , поэтому, хотя она может указывать на форму и размеры облака, ее нельзя использовать для точного определения массы облака. Вместо этого для определения массы облака обычно используются такие молекулы, как двуокись углерода , окись углерода , формальдегид , аммиак или ацетонитрил .
Фильтр H-альфа представляет собой оптический фильтр , предназначенный для пропускания света в узкой полосе пропускания , обычно сосредоточенной на длине волны H-альфа. [2] Эти фильтры могут быть дихроичными фильтрами , изготовленными из нескольких (~50) вакуумно-напыленных слоев. Эти слои выбраны для создания интерференционных эффектов, которые отфильтровывают любые длины волн, кроме требуемой полосы. [3]
