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巴耳末系
鎖定
- 中文名
- 巴耳末系
- 外文名
- Balmer series
- 所屬學科
- 原子物理學
巴耳末系簡介
巴耳末系的計算可以使用約翰·巴耳末在1885年發現的巴耳末公式- 一個經驗式。 來自氫原子所發射的光譜線在可見光有4個波長:410納米、434納米、486納米和656納米。它們是吸收光子能量的電子進入受激態後,返回主量子數n等於2的量子狀態時釋放出的譜線。
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巴耳末系回顧
巴耳末系的譜線是電子從主量子數或徑矢量子數n>3的能級返回n等於2時釋放出的。傳送的名稱是利用希臘字母依序來命名:從n=3至n=2稱為H-α,n=4至n=2稱為H-β,n=5至n=2稱為H-γ,n=6至n=2稱為H-δ。當個系列的電磁波頻譜在可見光部分第一次被看見時,就被稱為H-α、H-β、H-γ和H-δ,其中的H就代表氫原子。
傳送的 | 3→2 | 4→2 | 5→2 | 6→2 | 7→2 | 8→2 | 9→2 | →2 |
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名稱 | H-α | H-β | H-γ | H-δ | H-ε | H-ζ | H-η | |
波長 (nm) | 656.3 | 486.1 | 434.1 | 410.2 | 397.0 | 388.9 | 383.5 | 364.6 |
顏色 | 藍-綠色 | 紫 | 紫 | (紫外線) | (紫外線) | (紫外線) |
雖然在1885年之前物理學家就知道原子會輻射,但她們缺乏工具來準確的預測譜線應該出現的位置(波長)。巴耳末公式能很精確的預測氫在可見光的4條吸收或發射的譜線,啓發了裏德伯公式成為普遍化的形式,並帶領物理學家發現在可見光之外的來曼系、帕申系、布拉開線系:那些被預測的氫吸收和發射譜線。
最熟悉的紅色H-α氫氣譜線,是n= 3的殼層和n= 2的殼層之間轉移的巴耳末系譜線,是在宇宙中最耀眼的顏色。在耀眼的發射或電離的星雲,像是獵户座大星雲,都會發現它對光譜的貢獻,有時在恆星形成的HII區也能發現。在真實顏色的照片中,這些星雲因為氫發射的巴耳末系組合,明顯的發散出桃紅色的顏色。
巴耳末系在天文學中的角色
在恆星的光譜類型,主要是由表面的温度決定,是建立在光譜線的相對強度上,而巴耳末系在這方面室非常重要的。其它可以取決於進一步光譜分系的特徵還包括表面重力(與物體的大小有關)和成分(結構)。 . 因為在各種不同的天體中巴耳末系都是可以觀察到的譜線,它們常被利用多普勒位移來測量視線速度。這在天文學所有的領域上都很有用,像是測量聯星、系外行星、中子星和黑洞等緻密天體(測量圍繞着的吸積盤中氫的運動)、確認有着相似運動天體的起源和是否是同一羣天體(移動星羣、星團、星系團、和來自碰撞的碎片)、測量星系或類星體的距離(精確的紅移)、或是經由光譜分析辨識出不熟悉的天體。
依據被觀測對象的本質,巴耳末線可以出現在吸收譜線或發射譜線中。在恆星,巴耳末系通常是吸收線,而且在表面温度10,000K(光譜類型A)的恆星最為強烈(明顯)。在許多的不規則星系、螺旋星系、AGN、HII區、和行星狀星雲,巴耳末線是發射線。
在恆星光譜中,H-ε線(7躍遷至2)經常會與其他的吸收譜線混合,天文學家都知道電離的鈣的"H"(夫朗荷斐譜線中的標示),CaH的波長是396.847奈米,與H-ε線非常接近,在低解析的光譜中式無法分辨兩者的。同樣的,H-ζ線(8躍遷至2)在高温恆星中也會與中性氦的混合。
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巴耳末系相關條目
- 天文學的光譜學
- 詞條統計
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