Lyman-serien

Lyman -serien er en række spektrallinjer i brintatomets spektrum . Denne serie dannes under overgange af elektroner fra exciterede energiniveauer til det første uexciterede niveau af brintatomets grundtilstand i emissionsspektret (emissionsspektret) og fra det første niveau til alle de andre i absorptionsspektret .

Overgangen fra det nærmeste øvre niveau til et bestemt niveau i alle spektralrækker af brint er angivet med et græsk bogstav med det næste - med et bogstav osv . For at betegne selve Lyman-serien bruges enten det latinske bogstav eller forkortelsen . Således er den fulde betegnelse af spektrallinjen, der opstår, når en elektron passerer fra det andet niveau til det første - eller α (udtales: Lyman alpha ), fra det tredje eller β , osv. $\alfa,$ $\beta$ $L$ $Ly$ ${\displaystyle L_{\alpha ))$ $Ly$ ${\displaystyle L_{\beta ))$ $Ly$

Serien er opkaldt efter den amerikanske fysiker Theodore Lyman , som opdagede denne serie i 1906 .

Lyman-serien

Rydberg-formlen for Lyman-serien er som følger:

{1 \over \lambda }=R_{\text{H}}\left({\frac {1}{1^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}} }\right)\qquad \left(R_{\text{H}}\approx 1{,}0968{\time }10^{7}\,{\text{m}}^{-1}\approx { \frac {13{,}6\,{\text{eV}}}{hc}}\right),

hvor - hovedkvantetallet - et naturligt tal større end eller lig med 2;

n

R_{H}

er Rydberg-konstanten for brintatomet.

Den korteste bølgelængdegrænse for Lyman-serien er 91,175 nm, hvilket svarer til en energi på 13,6 eV , den mindste ioniseringsenergi af et uexciteret brintatom. På denne side, i det observerede spektrum af brint, støder Lyman-serien op til et kontinuerligt spektrum svarende til energier, der overstiger bindingsenergien for en elektron og en proton i et brintatom.

Alle linjer i Lyman-serien er i det ultraviolette område:

n	2	3	fire	5	6	7	otte	9	ti	elleve	$\infty$
Bølgelængde, nm	121,6	102,5	97,2	94,9	93,7	93,0	92,6	92,3	92,1	91,9	91,15

Ansøgning

Bølgelængden på 91,15 nm kaldes Lyman-grænsen. De ældste stjerner er overvejende brint, så der er ingen spektrallinjer kortere end denne grænse i deres spektrum. Målingen af Lyman-grænsen forårsaget af giver dig mulighed for at bestemme afstanden af et objekt fra Jorden. Tilstedeværelsen af en grænse i spektret er et tegn på, at strålingen udsendes af en gammel stjerne.

Lyman-seriens linjer er af særlig interesse for astronomer, der studerer stjerner og galakser ved rødforskydning . På grund af rødforskydningen er lyset fra fjerne galakser og kvasarer delvist i det synlige eller infrarøde spektralområde, hvilket gør det muligt at studere storskalafordelingen af brint i universet ved at analysere absorptionen af Lyman-alfa-linjen i intergalaktisk neutral brint, selv ved jordbaserede observatorier (se Lyman-alpha-skov ) [1] .

Et andet anvendelsesområde er meteorologi . Hygrometre , hvis funktionsprincip er baseret på måling af intensiteten af Lyman-α-linjen, bruges til at måle luftfugtigheden i den øvre atmosfære, udstyret er installeret på forskningsfly [2] .

Noter

↑ På grund af absorptionen af ultraviolet stråling i jordens atmosfære kan Lyman-alfa-linjen kun observeres, hvis objekter har en stor rødforskydning.
↑ Khaykin S. M., Yushkov V. A., Korshunov L. I., Lukyanov A. N., Pomereau J.-P., Nielsen J., Fomel H. Humidity of the tropical lower stratosphere: observations and analysis. 2010

Se også

Links

Brintspektrum (animation)

Spektral serie af brint
Lyman-serien Balmer serien Paschen serien Brackett-serien Pfund-serien Humphrey-serien Hansen-Strong Series Tidligere tilskrevet brint Fowler serien Pickering serie