Fraunhoferjeve črte
Fraunhoferjeve črte so niz spektralnih absorpcijskih črt, poimenovanih po nemškem fiziku Josephu von Fraunhoferju (1787–1826). Črte so bile prvotno opažene kot temni deli (absorpcijske črte) v vidnem spektru Sonca (bela svetloba).
Odkritje uredi
Leta 1802 je angleški kemik William Hyde Wollaston[2] prvi opazil pojav številnih temnih področij v sončnem spektru.[3] Leta 1814 je Fraunhofer neodvisno ponovno odkril črte in začel sistematično proučevati in meriti valovne dolžine teh črt. Dokumentiral je več kot 570 črt. Glavne črte je označil s črkami od A do K, šibkejše črte pa z drugimi črkami.[4][5][6] Sodobna opazovanja sončne svetlobe lahko zaznajo več tisoč črt.
Približno 45 let kasneje sta Gustav Robert Kirchhoff in Robert Wilhelm Bunsen[7] opazila, da več Fraunhoferjevih črt sovpada z emisijskimi črtami, značilnimi za spektre segretih elementov.[8] Znanstvenika sta pravilno sklepala, da so temne črte v sončnem spektru posledica absorpcije kemičnih elementov v Sončevi atmosferi. [9]
Nekatere opazovane značilnosti so bile identificirane kot črte, ki izvirajo iz absorpcije molekul kisika v Zemljini atmosferi.
Viri uredi
Fraunhoferjeve črte so tipične absorpcijske spektralne črte, ozka temna področja zmanjšane intenzivnosti, ki so posledica absorpcije fotonov na poti svetlobe od njenega vira do detektorja. Na Soncu so Fraunhoferjeve črte posledica plina v fotosferi, zunanjem območju Sonca. Plin fotosfere ima nižje temperature kot plin v nižjih predelih in absorbira nekaj svetlobe, ki jo oddajajo ti predeli.
Poimenovanje uredi
Glavne Fraunhoferjeve črte in elementi, s katerimi so povezane, so prikazani v naslednji preglednici:
V fotometriji in kolorimetriji se standardne meritve običajno opravljajo na valovnih dolžinah 360–830 nm. Iz teh podatkov in za to spektralno območje je korelirana barvna temperatura (CCT) 5470 K.
|
|
Fraunhoferjeve črte C, F, G′ in h ustrezajo črtam alfa, beta, gama in delta Balmerjeve serije emisijskih linij atoma vodika. Fraunhoferjeve oznake (črke) se za te črte zdaj redko uporabljajo.
Črti D1 in D2 tvorita dobro znani "natrijev dublet", katerega središčna valovna dolžina (589,29 nm) je označena s črko "D". Zgodovinska oznaka za to črto se je ohranila in se uporablja tudi za prehode med osnovnim in prvim vzbujenim stanjem vseh drugih atomov alkalijskih kovin. Črti D1 in D2 ustrezata delitvi vzbujenih stanj s fino strukturo. Oznaka lahko povzroči nekaj zmede, ker je vzbujeno stanje za ta prehod stanje P in ne višje stanje D.
Fraunhoferjevi črki H in K se še vedno uporabljata za dublet kalcijaII v vijoličnem delu spektra, ki je pomemben v astronomski spektroskopiji.
V strokovni literaturi je nekaj neskladnih oznak črt. Fraunhoferjeva črta d, na primer, se lahko nanaša na modrozeleno črto železa z valovno dolžino 466,814 nm ali alternativno na rumeno črto helija z valovno dolžino 587,5618 nm, označeno tudi z D3. Podobna je tudi dvoumnost črte e, saj se lahko nanaša na spektralno črto železa (Fe) in živega srebra (Hg). Da bi se dvoumnosti odpravile, se k črki pripiše simbol pripadajočega elementa.
Zaradi svojih dobro definiranih valovnih dolžin se Fraunhoferjeve črte pogosto uporabljajo za določanje standardnih valovnih dolžin za merjenje lomnega količnika in disperzijskih lastnosti optičnih materialov.
Sklici uredi
- ↑ Starr, Cecie (2005). Biology: Concepts and Applications. Thomson Brooks/Cole. str. 94. ISBN 978-0-534-46226-0.
- ↑ Melvyn C. Usselman: William Hyde Wollaston Encyclopædia Britannica, retrieved 31 March 2013
- ↑ William Hyde Wollaston (1802) "A method of examining refractive and dispersive powers, by prismatic reflection," Philosophical Transactions of the Royal Society, 92: 365–380; see especially p. 378.
- ↑ Hearnshaw, J.B. (1986). The analysis of starlight. 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, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" (Determination of the refractive and color-dispersing power of different types of glass, in relation to the improvement of achromatic telescopes), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Memoirs of the Royal Academy of Sciences in Munich), 5: 193–226; see especially pages 202–205 and the plate following page 226.
- ↑ Jenkins, Francis A.; White, Harvey E. (1981). Fundamentals of Optics (4th izd.). McGraw-Hill. str. 18. ISBN 978-0-07-256191-3.
- ↑ See: * Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" (On Fraunhofer's lines), Monatsbericht der Königlichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Monthly report of the Royal Prussian Academy of Sciences in Berlin), 662–665. * Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber das Sonnenspektrum" (On the sun's spectrum), 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/andp.18601850115.
- ↑ G. Kirchhoff (1860). »Ueber das Verhältniss zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen der Körper für Wärme und Licht« [On the relation between the emissive power and the absorptive power of bodies towards heat and light]. Annalen der Physik. 185 (2): 275–301. Bibcode:1860AnP...185..275K. doi:10.1002/andp.18601850205.