H-альфа

H-альфа (Hα,Бальмер-альфа) —спектральная линиясерии Бальмера атомаводорода, длина волны составляет 656,28нм. Принадлежитвидимой частиспектра, имеет тёмно-красный цвет. Излучение данной линии возникает при переходеэлектрона с третьего на второйэнергетический уровень. Вастрономии излучение в линии Hα наблюдается в спектрахэмиссионных туманностей, используется для исследования свойств явлений в атмосфереСолнца (например,протуберанцев).
Механизм излучения
[править |править код]Линия Hα соответствует переходу Бальмер-альфа всерии Бальмера — с уровняn = 3 на уровеньn = 2. Она имеетдлину волны 656,281нм[1], видна в красной части спектраэлектромагнитного излучения.
Поскольку энергия, необходимая для перевода электрона с первого на третий уровень, ненамного меньше энергииионизации атома, то вероятность ионизации атома больше, чем перехода электрона на третий уровень. После ионизации электрон ипротон рекомбинируют с образованием нового атома водорода. В новом атоме изначально электрон может находиться на любом энергетическом уровне, переход к первому уровню осуществляется каскадом, и при каждом переходе происходит излучениефотона. В том случае, когда каскад переходов включает переход с уровняn = 3 наn = 2, атом излучает фотон Hα.

Применение в астрономической спектроскопии
[править |править код]
Регистрация излучения в линии Hα позволяет астрономам исследовать содержание ионизованноговодорода воблаках газа.
Поскольку излучение в линии Hα испытывает самопоглощение, то, несмотря на возможность оценить с его помощью форму и протяженность облака межзвёздного газа, массу с высокой точностью определить невозможно. Поэтому для определения массы облака обычно используют молекулы:диоксида углерода,монооксида углерода,формальдегида,аммиака,ацетонитрила.
Фильтр Hα
[править |править код]Фильтр Hα —светофильтр, пропускающий излучение в узкойполосе, имеющей центр в линии Hα. Подобные фильтры характеризуются шириной области длин волн излучения, которое пропускается такими фильтрами[2] и варьируется от десятых долей до десятков нанометров.
Данные фильтры обычно являютсядихроичными (интерференционными), создаваемыми из большого количества (~50) слоёв; слои подбираются таким образом, чтобы создаваемый имиинтерференционный эффект позволял пропускать только излучение с длинами волн в определенном диапазоне[3].
Дихроичные фильтры широко используются вастрофотографии и в другой области — для уменьшения эффектовсветового загрязнения (например «CLS», «UHC»). Но такие фильтры обычно обладают широкими спектральными окнами пропускания, тогда-как для наблюдения солнечной атмосферы фильтры делают с узкой полосой пропускания.
Наиболее узкополосные фильтры Hα имеют дополнительный компонент — «резонатор Фабри — Перо». Фильтры такого типа могут обладать полосой пропускания менее 0,1нм. Поскольку излучение Hα зачастую связано с областями на Солнце, обладающими высокими собственными скоростями, и при этом различными направлениями вектора скорости (например, солнечныепротуберанцы, левый и правый края Солнца), то резонаторы Фабри — Перо, будучи очень узкополосными, обычно создаются с возможностью сдвига полосы пропускания по спектру для компенсацииэффекта Доплера.Ещё более узкая полоса пропускания может быть достигнута с помощью «фильтра Лио» (англ. «Lyot filter»).
Примечания
[править |править код]- ↑A. N. Cox, editor. Allen's Astrophysical Quantities. — New York:Springer-Verlag, 2000. —ISBN 0-387-98746-0.
- ↑Filters . Astro-Tom.com. Дата обращения: 9 декабря 2006. Архивировано 19 июля 2018 года.
- ↑D. B. Murphy; K. R. Spring; M. J. Parry-Hill; I. D. Johnson; M. W. Davidson.: . Interference Filters . Olympus. Дата обращения: 9 декабря 2006. Архивировано изоригинала 2 октября 2017 года.

