Фотоны лаймановского континуума — Википедия

Фотоны лаймановского континуума (англ. Lyman continuum photons) — фотоны, испущенные звездой, с энергиями выше энергии лаймановского предела. Водород ионизуется при поглощении фотонов лаймановского континуума. Начиная с момента открытия Виктором Шуманном ультрафиолетового излучения, с 1906 по 1914 годы Теодор Лайман наблюдал, что атомарный водород поглощает свет только с определёнными частотами, поэтому одна из серий водородных линий и носит название лаймановской серии^[1]^[2]. Все длины волн в серии Лаймана находятся в ультрафиолетовой части спектра. Дискретность поглощения проявляется только до предела энергии, известного как энергия ионизации. В случае нейтрального атома водорода минимальная энергия соответствует лаймановскому пределу, при котором вся энергия фотона затрачивается на отрыв электрона от атома, вследствие чего образуется свободный протон и свободный электрон. Фотоны с энергией выше предельной будут поглощаться атомом, что даёт континуум в энергетическом спектре, то есть непрерывный спектр^[3]^[4].

Лаймановский предел обладает длиной волны 91,2 нм (912 Å), что соответствует частоте 3,29 млн ГГц и энергии фотона 13,6 эВ^[3]. Энергии лаймановского континуума находятся в ультрафиолетовой области спектра. Хотя рентгеновские и гамма-лучи также могут ионизовать атомы водорода, таких фотонов с поверхности звезды излучается гораздо меньше. Процесс поглощения фотонов, приводящий к ионизации атомов водорода, может протекать и в обратном направлении: электрон и протон могут столкнуться и образовать атом водорода. Если две частицы движутся с малыми скоростями (так что кинетической энергией можно пренебречь), то фотон, испускаемый атомом, может теоретически достигать энергии 13,6 эВ (в действительности энергия будет меньше, поскольку полученный атом будет в возбуждённом состоянии). При больших скоростях кинетическая энергия высвечивается (но момент сохраняется) в виде фотонов с меньшими длинами волн. Следовательно, фотоны с энергией выше 13,6 эВ излучаются при столкновении протонов и электронов с высокой энергией.

Примечания[править | править код]

↑ 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, 13 (3): 125—146, doi:10.2307/25058084, ISSN 0096-6134, JSTOR 25058084, In a preliminary paper¹ the author has given the wave-length of more than one hundred and thirty lines in the region of the spectrum lying between the values 1850 and 1030 tenth metres. It is the object of the present paper to compare the results obtained by the author with those given by Schumann; to describe the apparatus used in this research and to call attention to some new facts which have come to light since the publication of the first notice.
↑ Lyman, Theodore (1914), "An Extension of the Spectrum in the Extreme Ultra-Violet", Nature, 93 (2323): 241, Bibcode:1914Natur..93..241L, doi:10.1038/093241a0, Архивировано из оригинала 15 октября 2021, Дата обращения: 26 августа 2021
↑ ¹ ² Dipankar Bhattacharya. Matter and Radiation (неопр.). India: Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (декабрь 2003). — «В большинстве ситуаций полное излучение в свободно-свободном переходе существенно превосходит излучение от рекомбинации, но излучение от рекомбинационных процессов может приводить к формированию характерных деталей спектра в континууме. Для водорода наибольший порог ионизации, лаймановский предел, соответствует энергии 13,6 эВ или длине волны 912Å. Рекомбинационное излучение водорода при длинах волн короче этого значения составляет лаймановский континуум.» Дата обращения: 26 августа 2021. Архивировано 26 августа 2021 года.
↑ Lyman limit (неопр.) (1997). — «Лаймановский предел представляет собой коротковолновый предел лаймановской серии при 91,2 нм. Соответствует энергии, необходимой электрону в основном состоянии для отрыва от атома водорода.» Архивировано 23 мая 2011 года.

[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, 13 (3): 125—146, doi:10.2307/25058084, ISSN 0096-6134, JSTOR 25058084, In a preliminary paper¹ the author has given the wave-length of more than one hundred and thirty lines in the region of the spectrum lying between the values 1850 and 1030 tenth metres. It is the object of the present paper to compare the results obtained by the author with those given by Schumann; to describe the apparatus used in this research and to call attention to some new facts which have come to light since the publication of the first notice.

[2] Lyman, Theodore (1914), "An Extension of the Spectrum in the Extreme Ultra-Violet", Nature, 93 (2323): 241, Bibcode:1914Natur..93..241L, doi:10.1038/093241a0, Архивировано из оригинала 15 октября 2021, Дата обращения: 26 августа 2021

[Bhattacharya-3] ¹ ² Dipankar Bhattacharya. Matter and Radiation (неопр.). India: Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (декабрь 2003). — «В большинстве ситуаций полное излучение в свободно-свободном переходе существенно превосходит излучение от рекомбинации, но излучение от рекомбинационных процессов может приводить к формированию характерных деталей спектра в континууме. Для водорода наибольший порог ионизации, лаймановский предел, соответствует энергии 13,6 эВ или длине волны 912Å. Рекомбинационное излучение водорода при длинах волн короче этого значения составляет лаймановский континуум.» Дата обращения: 26 августа 2021. Архивировано 26 августа 2021 года.

[encyclopedia-4] Lyman limit (неопр.) (1997). — «Лаймановский предел представляет собой коротковолновый предел лаймановской серии при 91,2 нм. Соответствует энергии, необходимой электрону в основном состоянии для отрыва от атома водорода.» Архивировано 23 мая 2011 года.

[1]

[2]

[3]

[4]