Fotoner af Lyman kontinuum

Lyman kontinuum fotoner er fotoner udsendt af en  stjerne med energier over Lyman grænsen. Hydrogen ioniseres, når fotoner af Lyman kontinuum absorberes. Siden opdagelsen af ​​ultraviolet stråling af Viktor Schumann , fra 1906 til 1914, observerede Theodor Lyman, at atomart brint kun absorberer lys ved bestemte frekvenser, derfor kaldes en af ​​rækken af ​​brintlinjer for Lyman-serien [1] [2] . Alle bølgelængder i Lyman-serien er i den ultraviolette del af spektret. Absorptionsdiskret forekommer kun op til energigrænsen, kendt som ioniseringsenergien. Ved et neutralt brintatom svarer minimumsenergien til Lyman-grænsen, hvor al en fotons energi bruges på at løsne en elektron fra et atom, hvorved der dannes en fri proton og en fri elektron. . Fotoner med energier over grænsen vil blive absorberet af atomet, hvilket giver et kontinuum i energispektret, altså et kontinuert spektrum [3] [4] .

Lyman-grænsen har en bølgelængde på 91,2 nm (912  Å ), hvilket svarer til en frekvens på 3,29 millioner GHz og en fotonenergi på 13,6 eV [3] . Energierne i Lyman-kontinuummet er i det ultraviolette område af spektret. Selvom røntgen- og gammastråler også kan ionisere brintatomer, udsendes langt færre af disse fotoner fra stjernens overflade. Processen med absorption af fotoner, der fører til ionisering af brintatomer, kan også forløbe i den modsatte retning: en elektron og en proton kan kollidere og danne et brintatom. Hvis to partikler bevæger sig ved lave hastigheder (så den kinetiske energi kan negligeres), så kan fotonen udsendt af atomet teoretisk nå en energi på 13,6 eV (faktisk vil energien være mindre, da det resulterende atom vil være i en ophidset tilstand). Ved høje hastigheder udsendes kinetisk energi (men momentum bevares) i form af fotoner med kortere bølgelængder. Derfor udsendes fotoner med energier over 13,6 eV, når højenergiprotoner og elektroner kolliderer.

Noter

  1. Lyman, Theodore (1906), The Spectrum of Hydrogen in the Region of Extremely Short Wave-Length , Memoirs of the American Academy of Arts and Sciences , New Series bind 13 (3): 125–146, ISSN 0096-6134 . DOI 10.2307/25058084 
  2. Lyman, Theodore (1914), An Extension of the Spectrum in the Extreme Ultra-Violet , Nature T. 93 (2323): 241, doi : 10.1038/093241a0 , < https://zenodo.org/record/1429587 > Archived kopi dateret 15. oktober 2021 på Wayback Machine 
  3. 1 2 Dipankar Bhattacharya. Stof og stråling . Indien: Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics (august-december 2003). ”I de fleste situationer overstiger den samlede stråling i en fri-fri overgang markant strålingen fra rekombination, men stråling fra rekombinationsprocesser kan føre til dannelsen af ​​karakteristiske træk ved spektret i kontinuummet. For brint svarer den højeste ioniseringstærskel, Lyman-grænsen, til en energi på 13,6 eV eller en bølgelængde på 912Å. Rekombinationsstrålingen af ​​brint ved bølgelængder, der er kortere end denne værdi, udgør Lyman-kontinuummet. Hentet 26. august 2021. Arkiveret fra originalen 26. august 2021.
  4. Lyman grænse (1997). "Lyman-grænsen er den korte bølgelængdegrænse for Lyman-serien ved 91,2 nm. Svarer til den energi, der kræves for, at en elektron i grundtilstanden kan løsrive sig fra et brintatom. Arkiveret fra originalen den 23. maj 2011.