H-альфа

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Излучение Hα: в рамках упрощенноймодели Бора-Резерфорда атома водорода линиисерии Бальмера возникают при переходеэлектрона между вторым энергетическим уровнем и более высокими. Переход32{\displaystyle \scriptstyle 3\rightarrow 2}, изображённый на схеме, создаетфотон Hα (первая линия серии Бальмера). Для атомаводорода (Z=1{\displaystyle Z=1}) образующийся в данном переходе фотон имеет длину волны 656 нм (красная областьспектра).

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).

Содержание

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.

Четыре линии излучения серии Бальмера водорода в видимой части спектра. Красная линия справа — линия Hα.

Применение в астрономической спектроскопии

[править |править код]
ИзображениеМлечного Пути в диапазоне Hα. Показывает распространениеионизированного водородамежзвёздной среды в различных частях нашейГалактики. Получено в рамках обзора «Wisconsin H-Alpha Mapper survey» («WHAM»).

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]
ИзображениеСолнца, полученное при наблюдении втелескоп с фильтром Hα, отчётливо показывает егохромосферу. Фотография NASA.
Эмиссионная туманность «Полумесяц» в созвездии «Лебедь» (NGC 6888) видимая через фильтр Hα (ширина полосы пропускания фильтра — 3нм).

Фильтр Hαсветофильтр, 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]
  1. A. N. Cox, editor. Allen's Astrophysical Quantities. — New York:Springer-Verlag, 2000. —ISBN 0-387-98746-0.
  2. Filters . Astro-Tom.com. Дата обращения: 9 декабря 2006. Архивировано 19 июля 2018 года.
  3. 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.
Перейти к шаблону «Спектральные линии»
Типы
Параметры
Значимые линии
Смежные понятия
Источник —https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=H-альфа&oldid=149595185
Категории:
Скрытые категории: