Фраунгоферовы линии

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Фраунгоферовы линии поглощения на фоне непрерывного спектра фотосферы Солнца
Оптический спектр рассеяния голубого ясного неба. На фоне непрерывного спектра видны линии поглощения Фраунгофера и полосы поглощения водяного пара

Фраунго́феровы ли́нии — линии поглощения, видимые на фоне непрерывного спектра звёзд. Были открыты в 1802 году английским физиком и химиком Уильямом Волластоном и исследованы и подробно описаны немецким физиком Йозефом Фраунгофером в 1814 году[1] при спектроскопических наблюдениях Солнца. Фраунгофер выделил и обозначил 574 линии, причём сильные линии получили буквенные обозначения от A до K, а более слабые были обозначены оставшимися буквами. В настоящее время астрономы выделяют в спектре Солнца тысячи фраунгоферовых линий.

Фраунгоферов спектр позволяет судить о химическом составе звёздных атмосфер, так как в 1859 году Кирхгоф и Бунзен доказали, что спектральные линии однозначно характеризуют химические элементы, их излучающие. Так, было показано, что в атмосфере Солнца присутствуют водород, железо, хром, кальций, натрий и др. в разных стадиях ионизации. Именно на Солнце спектроскопическими методами был открыт гелий.

Обозначения линий

В настоящее время спектральные линии обозначаются длиной волны и химическим элементом, которому они принадлежат. Например, Fe I 4383,547 Å обозначает линию нейтрального железа с длиной волны 4383,547 Å. Но для наиболее сильных линий сохранились обозначения, введённые ещё Фраунгофером. Так, самые сильные линии солнечного спектра — линии H и K ионизованного кальция.

ОбозначениеЭлемент или соединениеДлина волны (Å)ОбозначениеЭлементДлина волны (Å)
y O28987,65 c Fe4957,61
Z O28226,96 F Hβ4861,34
A O27593,70 d Fe4668,14
B O26867,19 e Fe4383,55
C Hα6562,81 G' Hγ4340,47
a O26276,61 G Fe4307,90
D1Na5895,92 G Ca4307,74
D2Na5889,95 h Hδ4101,75
D3 или d He5875,618 H Ca II 3968,47
e Hg5460,73 K Ca II 3933,68
E2Fe5270,39 L Fe3820,44
b1Mg5183,62 N Fe3581,21
b2Mg5172,70 P Ti II 3361,12
b3Fe5168,91 T Fe3021,08
b4Fe5167,51 t Ni2994,44
b4Mg5167,33

В таблице символами Hα, Hβ, Hγ и Hδ обозначены первые четыре линии бальмеровской серии атома водорода. Линии D1 и D2 — это широко известный «натриевый дублет», пара хорошо различимых солнечных линий.

Следует заметить, что в литературе имеются противоречия в некоторых обозначениях линий. Так, символом d обозначают как синюю линию железа 4668,14 Å, так и жёлтую линию гелия (обозначаемую также D3) 5875,618 Å. Линия e может принадлежать как железу, так и ртути. Чтобы уйти от двусмысленности, необходимо всегда указывать элемент, которому принадлежит линия, например, «линия e ртути».

Упоминания в культуре

Фраунгоферова линия упоминается в известном романе «Мы» русского писателя первой половины XX века Е. И. Замятина в сцене прослушивания героем Д-503 музыки Единого Государства: «Хрустальные хроматические ступени сходящихся и расходящихся бесконечных рядов — и суммирующие аккорды формул Тэйлора, Маклорена; целотонные, квадратногрузные ходы Пифагоровых штанов; грустные мелодии затухающе-колебательного движения; переменяющиеся фраунгоферовыми линиями пауз яркие такты — спектральный анализ планет…»

В научно-фантастической повести Артура Конан Дойля «Отравленный пояс» сообщение об аномальном поведении фраунгоферовых линий стало одним из ключевых элементов сюжета.

Примечания

  1. ↑ Фраунгоферовы линии // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

Литература

  • Мартынов Д. Я. Курс практической астрофизики. // М., Наука, 1977