Лайман-Альфа
Лайман-альфа , обычно обозначаемый Ly-α , представляет собой спектральную линию водорода ) (или, в более общем плане, любого одноэлектронного атома в серии Лаймана . Он испускается, когда атомный электрон переходит с n = 2 орбитали в основное состояние ( n = 1), где n — главное квантовое число . В водороде его длина волны 1215,67 ангстрем ( 121,567 нм или 1,215 67 × 10 −7 м ), что соответствует частоте около 2,47 × 10 15 Гц помещает Лайман-альфа в ультрафиолетовую (УФ) часть электромагнитного спектра. Точнее, Ly-α находится в вакуумном УФ (ВУФ), характеризующемся сильным поглощением на воздухе .
Тонкая структура
[ редактировать ]
Из-за спин-орбитального взаимодействия линия Лайман-альфа распадается на дублет тонкой структуры с длинами волн 1215,668 и 1215,674 ангстрем. [1] Эти компоненты называются Ly-α 3/2 и Ly-α 1/2 соответственно.
Собственные состояния возмущенного гамильтониана обозначаются полным угловым моментом j электрона, а не только орбитальным угловым моментом l . На орбитали n = 2, l = 1 возможны два состояния: j = 1/2 и j = 3 / 2 , что приводит к спектральному дублету. j = Состояние 3 / 2 имеет более высокую энергию и поэтому энергетически дальше от состояния n = 1, в которое оно переходит. Таким образом, j = 3/2 . Состояние связано с более энергичной (имеющей более короткую длину волны) спектральной линией в дублете [2]
Наблюдение
[ редактировать ]Поскольку водородное Лайман-альфа-излучение сильно поглощается воздухом, его наблюдение в лаборатории требует использования вакуумных спектроскопических систем. По той же причине астрономия Лайман-альфа обычно выполняется с помощью спутниковых инструментов, за исключением наблюдения чрезвычайно удаленных источников, красное смещение которых позволяет линии проникать в атмосферу Земли .
Линия наблюдалась и в антиводороде . [3] В пределах экспериментальных неопределенностей измеренная частота равна частоте водорода, что согласуется с предсказаниями квантовой электродинамики .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Крамида, Александр; Ральченко, Юрий (1999), База данных атомных спектров NIST, Стандартная справочная база данных NIST 78 , Национальный институт стандартов и технологий , получено 27 июня 2021 г.
- ^ Дрен, Брюс Т. (2010). Физика межзвездной и межгалактической среды . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета . п. 83. ИСБН 978-1-4008-3908-7 . OCLC 706016938 .
- ^ Ахмади, М.; и др. (22 августа 2018 г.). «Наблюдение перехода Лайман-α 1S–2P в антиводороде» . Природа . 560 (7720): 211–215. дои : 10.1038/s41586-018-0435-1 . ПМК 6786973 . ПМИД 30135588 .