Фраунхоферове линије

Фраунхоферове линије су спектралне линије које су примећене као тамне апсорпционе линије у оптичком спектру Сунца. Назване су по немачком физичару Јозефу вон Фраунхоферу који их је по први пут идентификовао.

Сунчев спектар са тамним апсорпционим линијама

Тамне линије настају од тога што различити хемијски елементи у Сунчевој атмосфери селективно апсорпцију Сунчево зрачење на одређеним таласним дужинама.[1]

Аналогно Сунчевим Фраунхоферовим линијама, постоје и тамне апсорпционе линије у емисионим спектрима других звезда.

Откриће уреди

 
Сунчеве Фраунхоферове линије

Први ко је приметио неколико тамних линија у Сунчевом спектру био је енглески хемичар Вилијам Хајд Воластон који их је приметио 1802. године.[2] Он их је интерпретирао погрешно, назвао их је празнинама које раздвајају боје Сунца. Дванаест година касније, 1814. године немачки физичар Јозеф вон Фраунхофер је направио први спектрометар. Независно од Воластона открио је много већи број тамних линија, започео је са пажљивим мерењима таласних дужина на којима се јављају и започео је њихово систематско изучавање. Пронашао је 570 линија и најјаче је поређао словима од А до К, а његова класификација се користи и данас. Данас се зна да постоји преко 25 хиљада таквих линија и називају се тамне Фраунхоферове линије.[3]

Хершел је претпоставио да Фраунхоферове линије могу потицати од апсорпције хладног гаса на одређеним таласним дужинама или у Земљиној или у Сунчевој атмосфери. 1836. године, Давид Брустер је приметио да јачине неких линија варијају у зависности од Сунчеве висине у односу на Земљу или у зависности од годишњих доба. Он је ове линије назвао атмосферске линије и претпоставио да потичу из Земљине атмосфере, не узевши у обзир Фраунхоферова посматрања, те их ни на који начин није повезао са Сунцем.[4]

Око 1860. године, Густав Киркхоф и Роберт Бунсен су приметили да се неколико Фраунхоферових линија поклапају са карактеристичним емисионим линијама идентификованим у спектрима загрејаних елемената. Закључили су да тамне линије у Сунчевом спектру настају због апсорпције хемијских елемената у Сунчевој атмосфери. Неке од посматраних линија су идентификоване као телурне линије које потичу из апсорпције молекула кисеоника у Земљиној атмосфери.

Настанак уреди

Фраунхоферове линије спадају у типичне спектралне апсорпционе линије. Оне се на спектру виде као тамне и образују се када између извора емитера ширег спектра и детектора налази хладан гас. У зависности од врсте гаса, јавља се апсорпција светлости на одређеним таласним дужинама, а у емисионом спектру на тим местима остаје смањен интензитет светлости који се види уочава као тамнија линија. Атоми и молекули гаса се побуђују апсорпцијом фотона, а реемитују га у случајном правцу.

С друге стране, када детектор уочи фотоне који су емитовани директно из топлих облака гаса, у спектру се у уском интервалу таласних дужина уочава емисиона линија.

На Сунцу, Фраунхоферове линије настају због присуства гаса у области између Сунца и Земље. Гас је превише хладан да би могао да производи емисионе линије у спектру на таласним дужинама повезаним са хемијским елементима од којих се састоји. Ови облаци гаса могу само да апсорбују светлост на одговарајућим таласним дужинама и тако производе апсорпционе линије у спектру.

Преко Фраунхоферових линија сазнало се много о врсти и количини присуства различитих гасних облака у простору између Земље и Сунца.

Класификација уреди

 
Фраунхоферове линије на спектру чистог плавог неба

Данас се зна да постоји преко 25 хиљада Фраунхоферових линија у таласним дужинама између 295 и 1000 нм. Због добро дефинисаних таласних дужина, често се користе за карактеризацију индекса рефракције и коефицијента дисперзије за оптичке материјале.

Главне Фраунхоферове линије и хемијски елементи чијом апсорпцијом су линије настале[5]:

Ознака Елемент Таласна дужина (нм)
y О2 898.765
З О2 822.696
А О2 759.370
Б О2 686.719
C Хα 656.281
а О2 627.661
D1 На 589.592
D2 На 588.995
D3 ор д Хе 587.5618
е Хг 546.073
Е2 Фе 527.039
б1 Мг 518.362
б2 Мг 517.270
б3 Фе 516.891
б4 Мг 516.733
Ознака Елемент Таласна дужина (нм)
ц Фе 495.761
Ф Хβ 486.134
д Фе 466.814
е Фе 438.355
Г' Хγ 434.047
Г Фе 430.790
Г Ца 430.774
х Хδ 410.175
Х Ца+ 396.847
К Ца+ 393.368
L Фе 382.044
Н Фе 358.121
П Ти+ 336.112
Т Фе 302.108
т Ни 299.444
  • C, Ф и Г' Фраунхоферове линије су повезане са алфа, бета, гама и делта линијама Балмерове серије емисионих линија водониковог атома.
  • Д1 и Д2 линије су познате као дупле линије натријума, а њихова средња вредност таласних дужина је линија Д3.
  • Линије А, Б, а, Y и З нису Сунчевог порекла, што значи да су настале апсорпцијом у Земљиној атмосфери.

Види још уреди

Референце уреди

  1. ^ Фраунхоферове линије, Енциклопедија Британика; приступљен: 17. јануар 2015.
  2. ^ Вилијам Хајд Воластон, Енциклопедија Британика; приступљено: 17. јануар 2015.
  3. ^ Фраунхоферов спектар, приступљено: 17. јануар 2015.
  4. ^ Фраунхоферове линије Архивирано на сајту Wayback Machine (12. октобар 2014), приступљено: 17. јануар 2015.
  5. ^ Најинтензивније Сунчеве Фраунхоферове линије, приступљено: 17. јануар 2015.

Спољашње везе уреди