Фраунгоферові лінії — лінії поглинання, видимі на фоні неперервного спектру сонця та зір.
Історія
1802 року Вільям Волластон помітив у спектрі Сонця сім темних смуг. 1814 року їх незалежно відкрив і описав німецький фізик Йозеф фон Фраунгофер. Пізніше він склав каталог, у якому описав 574 лінії. Сильні лінії отримали літерні позначення від A до K, а слабші були позначені рештою літер. Сучасні каталоги містять десятки тисяч фраунгоферових ліній.
Фраунгоферові лінії є важливим джерелом про хімічний склад зоряних атмосфер. У 1859 у Кірхгоф і Бунзен довели, що ідентифіковані лінії спектру емісії однозначно характеризують хімічні елементи, які їх випромінюють. Так було доведено, що в атмосфері Сонця наявні такі елементи, як водень, залізо, хром, кальцій, натрій та ін. в різних ступенях іонізації. Загалом у спектрі Сонця ототожнено лінії 72 елементів. Саме на Сонці вперше спектроскопічними методами було відкрито гелій. На основі цього було встановлено також зв'язок ліній поглинання — Фраунгоферових ліній, на спектрі адсорбції з певним хімічним елементом чи його іоном.
Позначення
Спектральні лінії позначають довжиною хвилі й хімічним елементом, якому вони належать. Наприклад, Fe I 4383,547 Å позначає лінію нейтрального заліза з довжиною хвилі 4383,547 ангстрем. Але для найсильніших ліній збереглися позначення, запроваджені Фраунгофером. Так, найпотужнішими лініями в сонячному спектрі є лінії H і K іонізованого кальцію[].
Позначення | Елемент | Довжина хвилі (Å) | Позначення | Елемент | Довжина хвилі (Å) |
y | O | 8987,65 | c | Fe | 4957,61 |
Z | O | 8226,96 | F | Hβ | 4861,34 |
A | O | 7593,70 | d | Fe | 4668,14 |
B | O | 6867,19 | e | Fe | 4383,55 |
C | Hα | 6562,81 | G' | Hγ | 4340,47 |
a | O | 6276,61 | G | Fe | 4307,90 |
D1 | Na | 5895,92 | G | Ca | 4307,74 |
D2 | Na | 5889,95 | h | Hδ | 4101,75 |
D3 або d | He | 5875,618 | H | Ca II | 3968,47 |
e | Hg | 5460,73 | K | Ca II | 3933,68 |
E2 | Fe | 5270,39 | L | Fe | 3820,44 |
b1 | Mg | 5183,62 | N | Fe | 3581,21 |
b2 | Mg | 5172,70 | P | Ti II | 3361,12 |
b3 | Fe | 5168,91 | T | Fe | 3021,08 |
b4 | Fe | 5167,51 | t | Ni | 2994,44 |
b4 | Mg | 5167,33 |
У таблиці символами Hα, Hβ, Hγ і Hδ позначено перші чотири лінії серії Бальмера атома водню. Лінії D1 і D2 — це добре відомий «натрієвий дублет», пара добре помітних ліній, яка відповідає тонкій структурі атома Натрію.
Слід зауважити, що в літературі є розбіжності в позначенні деяких ліній[]. Так символом d позначають як блакитну лінію заліза 4668,14 Å, так і жовту лінію гелію (позначається також D3) 5875,618 Å. Також лінія e може належати як залізу, так і ртуті. Для того, щоб піти від двозначності необхідно завжди вказувати елемент, якому належить лінія, наприклад «лінія e ртуті».
Застосування
На основі точно визначених довжин Фраунгоферових ліній їх використовують для визначення показника заломлення та дисперсії (Число Аббе) оптичних матеріалів. Визначення температури далеких об'єктів базується на розподілі інтенсивностей спектру фраунгоферових ліній, яку можна визначити за допомогою . Наприклад, якщо при спостережені фраунгоферових ліній видно лінії серії Бальмера, це значить що температура настільки висока, що частина атомів водню досягла збудженого стану з основним квантовим числом n = 2. При температурі поверхні Сонця 6000 К, кожний 108 атом водню є у збудженому стані з n = 1[].
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Fraunhofer lines |
Джерела
- Фраунгоферові лінії // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 501—502. — .
- Joseph Fraunhofer (1814 - 1815). Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre in Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München. Т. 5. с. 193-226.
- Fraunhofer Lines. science.jrank.org. (англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Fraungoferovi liniyi liniyi poglinannya vidimi na foni neperervnogo spektru soncya ta zir Najvazhlivishi Fraungoferovi liniyi vidimoyi dilyanki elektromagnitnogo spektru Istoriya1802 roku Vilyam Vollaston pomitiv u spektri Soncya sim temnih smug 1814 roku yih nezalezhno vidkriv i opisav nimeckij fizik Jozef fon Fraungofer Piznishe vin sklav katalog u yakomu opisav 574 liniyi Silni liniyi otrimali literni poznachennya vid A do K a slabshi buli poznacheni reshtoyu liter Suchasni katalogi mistyat desyatki tisyach fraungoferovih linij Fraungoferovi liniyi ye vazhlivim dzherelom pro himichnij sklad zoryanih atmosfer U 1859 u Kirhgof i Bunzen doveli sho identifikovani liniyi spektru emisiyi odnoznachno harakterizuyut himichni elementi yaki yih viprominyuyut Tak bulo dovedeno sho v atmosferi Soncya nayavni taki elementi yak voden zalizo hrom kalcij natrij ta in v riznih stupenyah ionizaciyi Zagalom u spektri Soncya ototozhneno liniyi 72 elementiv Same na Sonci vpershe spektroskopichnimi metodami bulo vidkrito gelij Na osnovi cogo bulo vstanovleno takozh zv yazok linij poglinannya Fraungoferovih linij na spektri adsorbciyi z pevnim himichnim elementom chi jogo ionom PoznachennyaSpektralni liniyi poznachayut dovzhinoyu hvili j himichnim elementom yakomu voni nalezhat Napriklad Fe I 4383 547 A poznachaye liniyu nejtralnogo zaliza z dovzhinoyu hvili 4383 547 angstrem Ale dlya najsilnishih linij zbereglisya poznachennya zaprovadzheni Fraungoferom Tak najpotuzhnishimi liniyami v sonyachnomu spektri ye liniyi H i K ionizovanogo kalciyu dzherelo Poznachennya Element Dovzhina hvili A Poznachennya Element Dovzhina hvili A y O 8987 65 c Fe 4957 61Z O 8226 96 F Hb 4861 34A O 7593 70 d Fe 4668 14B O 6867 19 e Fe 4383 55C Ha 6562 81 G Hg 4340 47a O 6276 61 G Fe 4307 90D1 Na 5895 92 G Ca 4307 74D2 Na 5889 95 h Hd 4101 75D3 abo d He 5875 618 H Ca II 3968 47e Hg 5460 73 K Ca II 3933 68E2 Fe 5270 39 L Fe 3820 44b1 Mg 5183 62 N Fe 3581 21b2 Mg 5172 70 P Ti II 3361 12b3 Fe 5168 91 T Fe 3021 08b4 Fe 5167 51 t Ni 2994 44b4 Mg 5167 33 U tablici simvolami Ha Hb Hg i Hd poznacheno pershi chotiri liniyi seriyi Balmera atoma vodnyu Liniyi D1 i D2 ce dobre vidomij natriyevij dublet para dobre pomitnih linij yaka vidpovidaye tonkij strukturi atoma Natriyu Slid zauvazhiti sho v literaturi ye rozbizhnosti v poznachenni deyakih linij dzherelo Tak simvolom d poznachayut yak blakitnu liniyu zaliza 4668 14 A tak i zhovtu liniyu geliyu poznachayetsya takozh D3 5875 618 A Takozh liniya e mozhe nalezhati yak zalizu tak i rtuti Dlya togo shob piti vid dvoznachnosti neobhidno zavzhdi vkazuvati element yakomu nalezhit liniya napriklad liniya e rtuti ZastosuvannyaSpektr soncya znyatij za dopomogoyu difrakcijnoyi gratki Eshelle z liniyami Fraungofera Na osnovi tochno viznachenih dovzhin Fraungoferovih linij yih vikoristovuyut dlya viznachennya pokaznika zalomlennya ta dispersiyi Chislo Abbe optichnih materialiv Viznachennya temperaturi dalekih ob yektiv bazuyetsya na rozpodili intensivnostej spektru fraungoferovih linij yaku mozhna viznachiti za dopomogoyu Napriklad yaksho pri sposterezheni fraungoferovih linij vidno liniyi seriyi Balmera ce znachit sho temperatura nastilki visoka sho chastina atomiv vodnyu dosyagla zbudzhenogo stanu z osnovnim kvantovim chislom n 2 Pri temperaturi poverhni Soncya 6000 K kozhnij 108 atom vodnyu ye u zbudzhenomu stani z n 1 dzherelo Vikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Fraunhofer linesDzherelaFraungoferovi liniyi Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 501 502 ISBN 966 613 263 X Joseph Fraunhofer 1814 1815 Bestimmung des Brechungs und des Farben Zerstreuungs Vermogens verschiedener Glasarten in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernrohre in Denkschriften der Koniglichen Akademie der Wissenschaften zu Munchen T 5 s 193 226 Fraunhofer Lines science jrank org angl