Лиман-Альфа

Лиман-альфа , обычно обозначаемая LY-α , представляет собой спектральную линию водорода ( или, в целом, любого одноэлектронного атома ) в серии Lyman . Он испускается, когда атомные электронные переходят от n = 2 орбитали в основное состояние ( n = 1), где n является основным квантовым числом . У водорода длина волны 1215,67 ангстремы ( 121,567 нм или 1,215 67 × 10 ⁻⁷ M ), соответствующая частоте около 2,47 × 10 ¹⁵ Гц помещает Лиман-Альфа в ультрафиолетовую (УФ) часть электромагнитного спектра. Более конкретно, LY-α находится в вакуумном УФ (VUV), характеризующемся сильным поглощением в воздухе .

Тонкая структура

Из-за взаимодействия с спин-орбитами линия Лимана-альфа разбивается в дублет с тонкой структурой с длин волн 1215,668 и 1215,674 ангстремов. ^{[ 1 ]} Эти компоненты называются LY-α _3/2 и LY-α _1/2 соответственно.

Собственные состояния возмущенного гамильтониана помечены общим угловым импульсом j электрона, а не только орбитальным угловым импульсом l . В n = 2, l = 1 орбиталь есть два возможных состояния, с j = ⁠ 1/2 ⁠ и j = ⁠ 3/2 ⁠ . , что приводит к спектральному дублету J = ⁠ 3/2 = 1 , состояния ⁠ Состояние имеет более высокую энергию, и поэтому энергетически дальше от n к которому оно переходит. Таким образом, j = ⁠ 3/2 . дублете ⁠ Состояние связано с более энергичной (имеющей более короткую длину волны) линию спектра в ^{[ 2 ]}

Наблюдение

Поскольку излучение водорода лимана-альфа сильно поглощается воздухом, его наблюдение в лаборатории требует использования вакуумных спектроскопических систем. По той же причине астрономия Лимана-Альфа обычно осуществляется спутниковыми инструментами, за исключением наблюдения за чрезвычайно отдаленными источниками, красные смещения, позволяют линии проникать в атмосферу Земли .

Линия также наблюдалась в антигидрогене . ^{[ 3 ]} В рамках экспериментальной неопределенности измеренная частота равна частоте водорода, согласно прогнозам квантовой электродинамики .

Смотрите также

Ссылки

^ Крамда, Александр; Ralchenko, Yuri (1999), база данных NIST Atomic Spectra, стандартная справочная база данных NIST , Национальный институт стандартов и технологий , полученные 2021-06-27
^ Draine, Bruce T. (2010). Физика межзвездной и межгалактической среды . Принстон, Нью -Джерси: издательство Принстонского университета . п. 83. ISBN 978-1-4008-3908-7 Полем OCLC 706016938 .
^ Ахмади, М.; и др. (22 августа 2018). «Наблюдение за переходом Lyman-α 1S-2P в антигидрогене» . Природа . 560 (7720): 211–215. doi : 10.1038/s41586-018-0435-1 . PMC 6786973 . PMID 30135588 .

[1] Крамда, Александр; Ralchenko, Yuri (1999), база данных NIST Atomic Spectra, стандартная справочная база данных NIST , Национальный институт стандартов и технологий , полученные 2021-06-27

[2] Draine, Bruce T. (2010). Физика межзвездной и межгалактической среды . Принстон, Нью -Джерси: издательство Принстонского университета . п. 83. ISBN 978-1-4008-3908-7 Полем OCLC 706016938 .

[3] Ахмади, М.; и др. (22 августа 2018). «Наблюдение за переходом Lyman-α 1S-2P в антигидрогене» . Природа . 560 (7720): 211–215. doi : 10.1038/s41586-018-0435-1 . PMC 6786973 . PMID 30135588 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]