 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( июль 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
В физике года Лайман-альфа - линия , иногда пишется как Ly-альфа линия , представляет собой спектральная линия из водорода , либо в более общем случае из ионов одноэлектронных , в серии Лаймана , излучаемый , когда электрон падает с п = 2 орбитали п = 1 орбитали, где п является главным квантовым числом . В водороде его длина волны 1215,67 ангстрем (121,567 нм или1,215 67 × 10 -7 м ), что соответствует частоте от2.47 × 10 15 герц помещает линию Лаймана-альфа в вакуумную ультрафиолетовую часть электромагнитного спектра, которая поглощается воздухом. Поэтому астрономия Лайман-альфа обычно должна выполняться с помощью спутниковых инструментов, за исключением чрезвычайно удаленных источников, красное смещение которых позволяет водородной линии проникать в атмосферу.
Из-за возмущений тонкой структуры линия Лайман-альфа расщепляется на дублет с длинами волн 1215,668 и 1215,674 ангстрем. В частности, из-за спин-орбитального взаимодействия электрона стационарные собственные состояния возмущенного гамильтониана должны быть помечены полным угловым моментом j электрона ( спин плюс орбиталь ), а не только орбитальным угловым моментом l . На орбитали n = 2 возможны два состояния: j = 1/2и j = 3/2, что приводит к спектральному дублету. В J = 3/2состояние имеет более высокую энергию (менее отрицательную) и поэтому энергетически дальше от орбитали n = 1, на которую оно переходит. Таким образом, j = 3/2Состояние связано с более энергичной (более коротковолновой) спектральной линией в дублете. [1]
Менее энергичная спектральная линия была измерена при 2 466 061 413 187 035 (10) Гц , или1 215 .673 123 130 217 (5) Å . [2] Линия также была измерена в антиводороде . [3]
Линия K-альфа , или K α , аналогичная линии Лаймана-альфа для водорода, встречается в спектрах индуцированного высокоэнергетического излучения всех химических элементов, поскольку является результатом того же электронного перехода, что и в водороде. Уравнение для частоты этой линии (обычно в рентгеновском диапазоне для более тяжелых элементов) использует ту же базовую частоту, что и Лайман-альфа, но умноженная на коэффициент ( Z - 1) 2 для учета различных атомных номеров ( Z ) более тяжелых элементов в соответствии с законом Мозли . [4]
Линия Лаймана-альфа наиболее просто описывается решениями { n , m } = {1,2 ...} эмпирической формулы Ридберга для спектральной серии Лаймана водорода. (Частота Лаймана-альфа получается путем умножения частоты Ридберга для атомной массы водорода R M (см. Постоянную Ридберга ) на коэффициент (1/1) 2 - (1/2) 2 = 3/4.) Эмпирически уравнение Ридберга, в свою очередь, моделируется полуклассической моделью атома Бора .
См. Также [ править ]
- Лиман-альфа лес
- Излучатель Лайман-альфа
- Лайман-альфа-капля
- Лайман-брейк галактика
Ссылки [ править ]
- ^ Дрэйн, Брюс Т. (2010). Физика межзвездной и межгалактической среды . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета . п. 83. ISBN 978-1-4008-3908-7. OCLC 706016938 .
- ^ Партей, Кристиан Г. (2011). Прецизионная спектроскопия атомарного водорода (PDF) (Ph.D.). Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана . CiteSeerX 10.1.1.232.5350 .
- ^ Ахмади, М .; и другие. (22 августа 2018 г.). «Наблюдение за переходом Лаймана-α 1S – 2P в антиводороде» . Природа . 560 (7720): 211–215. DOI : 10.1038 / s41586-018-0435-1 . PMC 6786973 . PMID 30135588 . Измеренная частота согласуется с частотой, наблюдаемой в нормальном веществе, если учесть предсказуемые эффекты магнитооптической ловушки, удерживающей водород.
- ↑ Whitaker, MAB (май 1999 г.). «Синтез Бора-Мозли и простая модель атомных рентгеновских энергий». Европейский журнал физики . 20 (3): 213–220. Bibcode : 1999EJPh ... 20..213W . DOI : 10.1088 / 0143-0807 / 20/3/312 .
