WikiDer > Линии фраунгофера

Fraunhofer lines
Длины волн визуального спектра от 380 до 740 нанометры (нм).[1] Падения интенсивности наблюдаются как темные линии (абсорбция) на длинах волн линий фраунгофера (например, особенности G, F, b, E, B). «Спектр синее небо"представлена ​​на длине волны 450–485 нм, длина волны цвета синий.

В физика и оптика, то Линии фраунгофера представляют собой набор спектральные линии поглощения назван в честь немецкого физика Йозеф фон Фраунгофер (1787–1826). Изначально линии наблюдались как темные детали (линии поглощения) в оптический спектр из солнце.

Открытие

Солнечный спектр с линиями фраунгофера, как он выглядит визуально.

В 1802 г. английский химик Уильям Хайд Волластон[2] был первым, кто заметил появление ряда темных деталей в солнечном спектре.[3] В 1814 году Фраунгофер независимо заново открыл линии и начал систематически изучать и измерять длины волн где эти особенности наблюдаются. Он нанес на карту более 570 линий, обозначив основные черты (линии) буквами от A до K, а более слабые линии - другими буквами.[4][5][6] Современные наблюдения за Солнечный лучик может обнаруживать многие тысячи строк.

Примерно 45 лет спустя Кирхгоф и Бунзен[7] заметил, что несколько линий фраунгофера совпадают с характерными эмиссионные линии идентифицированы в спектрах нагретых элементов.[8] Был правильно сделан вывод, что темные линии в солнечном спектре вызваны поглощение от химические элементы в солнечной атмосфере.[9] Некоторые из наблюдаемых особенностей были идентифицированы как теллурические линии происходит от поглощения кислород молекулы в Атмосфера Земли.

Источники

Линии фраунгофера являются типичными спектральными линиями поглощения. Линии поглощения - это темные линии, узкие области с пониженной интенсивностью, которые являются результатом поглощения фотонов при прохождении света от источника к детектору. На Солнце линии фраунгофера являются результатом наличия газа в фотосфера, внешняя область солнца. Фотосферный газ имеет более низкие температуры, чем газ во внутренних областях, и поглощает небольшую часть света, излучаемого из этих областей.

Именование

Основные линии фраунгофера и элементы, с которыми они связаны, показаны в следующей таблице:

ОбозначениеЭлементДлина волны (нм)
уО2898.765
ZО2822.696
АО2759.370
BО2686.719
CHα656.281
аО2627.661
D1Na589.592
D2Na588.995
D3 или dОн587.5618
еHg546.073
E2Fe527.039
б1Mg518.362
б2Mg517.270
б3Fe516.891
б4Mg516.733
ОбозначениеЭлементДлина волны (нм)
cFe495.761
FHβ486.134
dFe466.814
еFe438.355
Г'Hγ434.047
гFe430.790
гCa430.774
часHδ410.175
ЧАСCa+396.847
KCa+393.366
LFe382.044
NFe358.121
пTi+336.112
ТFe302.108
тNi299.444
Демонстрация 589 нм D2 (слева) и 590 нм D1 (справа) эмиссионные линии D натрия с использованием фитиля с соленой водой в пламени

Линии фраунгофера C, F, G 'и h соответствуют линиям альфа, бета, гамма и дельта Серия Бальмера из эмиссионные линии атома водорода. Буквы фраунгофера теперь редко используются для этих строк.

D1 и D2 линии образуют хорошо известный «дублет натрия», центральной длине волны которого (589,29 нм) присвоена буква обозначения «D». Это историческое обозначение этой линии прижилось и присваивается всем переходам между основным состоянием и первым возбужденным состоянием других щелочных атомов. D1 и D2 линии соответствуют тонкая структура расщепление возбужденных состояний. Это может сбивать с толку, потому что возбужденное состояние для этого перехода является P-состоянием щелочи, и его не следует путать с более высокими D-состояниями.

Буквы фраунгофера H и K до сих пор используются для обозначения дублета кальция-II в фиолетовой части спектра, важного для астрономическая спектроскопия.

Обратите внимание, что в литературе есть разногласия по обозначениям некоторых строк; например, d-линия Фраунгофера может относиться к голубой линия железа на 466,814 нм или альтернативно желтый линия гелия (также обозначенная D3) при 587,5618 нм. Точно так же есть неоднозначность в отношении линии e, поскольку она может относиться к спектральным линиям как железа (Fe), так и ртути (Hg). Чтобы устранить двусмысленность, возникающую при использовании, неоднозначным обозначениям линий фраунгофера предшествует элемент, с которым они связаны (например, электронная линия Меркурия и d-линия гелия).

Из-за четко определенных длин волн линии фраунгофера часто используются для характеристики показатель преломления и разброс свойства оптических материалов.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Старр, Сеси (2005). Биология: концепции и приложения. Томсон Брукс / Коул. п.94. ISBN 978-0-534-46226-0.
  2. ^ Мелвин К. Уссельман: Уильям Хайд Волластон Encyclopdia Britannica, получено 31 марта 2013 г.
  3. ^ Уильям Хайд Волластон (1802) «Метод исследования преломляющей и рассеивающей способностей с помощью призматического отражения», Философские труды Королевского общества, 92: 365–380; особенно см. стр. 378.
  4. ^ Херншоу, Дж. Б. (1986). Анализ звездного света. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. п. 27. ISBN 978-0-521-39916-6.
  5. ^ Йозеф Фраунгофер (1814 - 1815) "Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, в Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" (Определение преломляющей и цветодисперсной способности различных типов стекла в связи с улучшением ахроматических телескопов), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Воспоминания Королевской академии наук в Мюнхене), 5: 193–226; особенно см. страницы 202–205 и табличку после страницы 226.
  6. ^ Jenkins, Francis A .; Уайт, Харви Э. (1981). Основы оптики (4-е изд.). Макгроу-Хилл. п.18. ISBN 978-0-07-256191-3.
  7. ^ Увидеть:
    • Густав Кирхгоф (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" (По образцу фраунгофера), Monatsbericht der Königlichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Ежемесячный отчет Королевской прусской академии наук в Берлине), 662–665.
    • Густав Кирхгоф (1859) "Ueber das Sonnenspektrum" (По солнечному спектру), Verhandlungen des naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Труды естественной истории / Медицинской ассоциации в Гейдельберге), 1 (7) : 251–255.
  8. ^ Г. Кирхгоф (1860). "Ueber die Fraunhofer'schen Linien". Annalen der Physik. 185 (1): 148–150. Bibcode:1860AnP ... 185..148K. Дои:10.1002 / andp.18601850115.
  9. ^ Г. Кирхгоф (1860). "Ueber das Verhältniss zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen der Körper für Wärme und Licht". Annalen der Physik. 185 (2): 275–301. Bibcode:1860AnP ... 185..275K. Дои:10.1002 / andp.18601850205.

дальнейшее чтение

внешние ссылки