Fraunhoferovy linie - Fraunhofer lines
v fyzika a optika, Fraunhoferovy linie jsou souborem spektrální absorpční čáry pojmenoval podle německého fyzika Joseph von Fraunhofer (1787–1826). Čáry byly původně pozorovány jako tmavé rysy (absorpční linie ) v optické spektrum z slunce.
Objev
V roce 1802 anglický chemik William Hyde Wollaston[2] byl první člověk, který si všiml vzhledu řady tmavých prvků ve slunečním spektru.[3] V roce 1814 Fraunhofer nezávisle znovuobjevil linie a začal systematicky studovat a měřit vlnové délky kde jsou tyto vlastnosti pozorovány. Zmapoval přes 570 řádků, přičemž hlavní rysy (řádky) označil písmeny A až K a slabší řádky jinými písmeny.[4][5][6] Moderní pozorování sluneční světlo dokáže detekovat tisíce řádků.
Asi o 45 let později Kirchhoff a Bunsen[7] si všiml, že několik Fraunhoferových linií se shoduje s charakteristikou emisní potrubí identifikován ve spektrech vyhřívaných prvků.[8] Bylo správně vyvozeno, že tmavé čáry ve slunečním spektru jsou způsobeny vstřebávání podle chemické prvky ve sluneční atmosféře.[9] Některé ze sledovaných znaků byly identifikovány jako telurické čáry pocházející z absorpce kyslík molekuly v Atmosféra Země.
Zdroje
Fraunhoferovy linie jsou typické spektrální absorpční linie. Absorpční čáry jsou tmavé čáry, úzké oblasti se sníženou intenzitou, které jsou výsledkem absorpce fotonů při průchodu světla ze zdroje do detektoru. Na slunci jsou Fraunhoferovy linky výsledkem plynu v fotosféra, vnější oblast slunce. Plyn fotosféry má nižší teploty než plyn ve vnitřních oblastech a pohlcuje trochu světla vyzařovaného z těchto oblastí.
Pojmenování
Hlavní linie Fraunhofer a prvky, s nimiž jsou spojeny, jsou uvedeny v následující tabulce:
|
|
Čáry Fraunhofer C, F, G 'a h odpovídají alfa, beta, gama a delta liniím Série Balmer z emisní potrubí atomu vodíku. Fraunhoferova písmena se nyní pro tyto řádky používají jen zřídka.
D1 a D.2 čáry tvoří známý „dublet sodný“, jehož střední vlnová délka (589,29 nm) je označena písmenem „D“. Toto historické označení pro tuto linii se zaseklo a je dáno všem přechodům mezi základním stavem a prvním excitovaným stavem i ostatních alkalických atomů. D1 a D.2 řádky odpovídají jemná struktura rozdělení vzrušených stavů. To může být matoucí, protože vzrušený stav pro tento přechod je P-stav alkálie a neměl by být zaměňován s vyššími D-stavy.
Písmena Fraunhofera H a K se také stále používají pro dublet vápníku-II ve fialové části spektra, což je důležité astronomická spektroskopie.
Všimněte si, že v literatuře existují neshody ohledně některých označení linek; např. Fraunhoferova linie d může odkazovat na tyrkysová železná linka při 466,814 nm, nebo alternativně k žlutá heliová linie (také označená D3) při 587,5618 nm. Podobně existuje nejednoznačnost s odkazem na e-linii, protože může odkazovat na spektrální čáry jak železa (Fe), tak rtuti (Hg). Aby bylo možné vyřešit nejasnosti, které vznikají při používání, před nejednoznačnými označeními Fraunhoferových linií předchází prvek, se kterým jsou spojeny (např. Merkur e-line a Helium d-line).
Kvůli svým přesně definovaným vlnovým délkám se Fraunhoferovy čáry často používají k charakterizaci index lomu a disperze vlastnosti optických materiálů.
Viz také
- Abbe číslo, míra disperze skla definovaná pomocí Fraunhoferových linií
- Časová osa sluneční astronomie
- Spektrální analýza
Reference
- ^ Starr, Cecie (2005). Biology: Concepts and Applications. Thomson Brooks / Cole. str.94. ISBN 978-0-534-46226-0.
- ^ Melvyn C. Usselman: William Hyde Wollaston Encyklopedie Britannica, vyvoláno 31. března 2013
- ^ William Hyde Wollaston (1802) "Metoda zkoumání refrakčních a disperzních schopností pomocí prizmatického odrazu," Filozofické transakce královské společnosti, 92: 365–380; viz zejména str. 378.
- ^ Hearnshaw, J. B. (1986). Analýza hvězdného světla. Cambridge: Cambridge University Press. str. 27. ISBN 978-0-521-39916-6.
- ^ Joseph Fraunhofer (1814 - 1815) „Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, v Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre“ (Stanovení refrakční a barevně disperzní schopnosti různých druhů skla ve vztahu ke zlepšení achromatických dalekohledů), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Monografie Královské akademie věd v Mnichově), 5: 193–226; viz zejména strany 202–205 a štítek následující strana 226.
- ^ Jenkins, Francis A .; White, Harvey E. (1981). Základy optiky (4. vydání). McGraw-Hill. str.18. ISBN 978-0-07-256191-3.
- ^ Vidět:
- Gustav Kirchhoff (1859) „Ueber die Fraunhofer'schen Linien“ (Na Fraunhoferových linkách), Monatsbericht der Königlichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Měsíční zpráva Královské pruské akademie věd v Berlíně), 662–665.
- Gustav Kirchhoff (1859) „Ueber das Sonnenspektrum“ (Na slunečním spektru), Verhandlungen des naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Proceedings of the Natural History / Medical Association in Heidelberg), 1 (7) : 251–255.
- ^ G. Kirchhoff (1860). „Ueber die Fraunhofer'schen Linien“. Annalen der Physik. 185 (1): 148–150. Bibcode:1860AnP ... 185..148K. doi:10,1002 / a 18601850115.
- ^ G. Kirchhoff (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. doi:10,1002 / a 18601850205.
Další čtení
- Myles W. Jackson; Albert Gallatin Research Excellence profesor historie vědy na Nyu-Gallatin a Professo Myles W Jackson (2000). Spektrum víry: Joseph Von Fraunhofer a řemeslo přesné optiky. MIT Stiskněte. ISBN 978-0-262-10084-7.