프라운호퍼 선

Fraunhofer lines
가시 스펙트럼의 파장은 380~약 740나노미터(nm)[1]입니다.강도 하락은 프라운호퍼 라인의 파장에서 어두운 선(흡수)으로 관찰된다(예를 들어 특징 G, F, b, E, B)."푸른 하늘의 스펙트럼"은 파란색의 파장인 450-485 nm에 걸쳐 나타납니다.

물리학과 광학에서, 프라운호퍼 선은 독일 물리학자 요제프 폰 프라운호퍼 (1787–1826)의 이름을 딴 스펙트럼 흡수선입니다.이 선은 원래 태양의 광학 스펙트럼(흰색 빛)에서 어두운 특징(흡수선)으로 관찰되었습니다.

검출

시각적으로 보이는 프라운호퍼 선이 있는 태양 스펙트럼.

1802년, 영국의 화학자 William Hyde Wollaston은[2] 태양 [3]스펙트럼에서 많은 어두운 특징들의 출현을 처음으로 주목한 사람이다.1814년, 프라운호퍼는 독립적으로 선을 재발견했고 이러한 특징이 관찰되는 파장을 체계적으로 연구하고 측정하기 시작했다.570개 이상의 선을 매핑하여 주요 특징(선)을 A에서 K까지로 지정하고 더 약한 선을 다른 [4][5][6]문자로 지정했습니다.현대의 햇빛 관측은 수천 개의 선을 감지할 수 있다.

약 45년 후, 키르히호프와 분센은[7] 몇몇 프라운호퍼 라인이 가열된 [8]원소의 스펙트럼에서 확인된 특징적인 방출 라인과 일치한다는 것을 발견했다.태양 스펙트럼의 어두운 선은 태양 [9]대기의 화학 원소에 의한 흡수에 의해 발생한다고 정확하게 추론되었다.관측된 특징 중 일부는 지구 대기의 산소 분자에 의한 흡수로부터 비롯된 텔루르 선으로 확인되었다.

원천

프라운호퍼 선은 전형적인 스펙트럼 흡수선이다.흡수 라인은 빛이 선원에서 검출기로 통과할 때 광자가 흡수된 결과인 어두운 선, 강도가 감소된 좁은 영역이다.태양에서 프라운호퍼 선은 태양의 바깥쪽 영역인 광구 내의 가스의 결과입니다.광구 가스는 내부 지역의 가스보다 온도가 낮고, 이러한 지역에서 방출되는 빛의 일부를 흡수합니다.

명명

다음 표에 주요 프라운호퍼 회선과 그 회선과 관련된 요소를 나타냅니다.

Sun spectral irradiance measured with a calibrated spectrometer (Flame S-XR1-ES, Ocean Insight) mounted with a cosine corrector. The measurement was made on a sunny day on 13 June 2022 at noon from Hauterive, Switzerland (47°1′N 6°58′E). For photometry and colorimetry, standard measurements are usually carried out in the range 360 - 830 nm (highlighted area). Correlated color temperature (CCT): 5470 K.
코사인 보정기를 장착한 교정된 광학 분광계로 측정한 태양 스펙트럼 조사도.특징적인 Fraunhofer 라인과 대응하는 요소는 확장된 가시 스펙트럼(그래프 내의 강조 표시된 영역)에 대해 표시됩니다.
광도 측정 및 측색에서는 일반적으로 360~830 nm 범위에서 표준 측정을 수행합니다.이 데이터와 이 스펙트럼 범위에서 상관 색온도(CCTV)는 5470K입니다.
지정 요소 파장(nm)
y 오2 898.765
Z 오2 822.696
A 오2 759.370
B 오2 686.719
C Hα 656.281
a 오2 627.661
D1. 나 589.592
D2. 나 588.995
D3 또는 D 그 587.5618
e Hg 546.073
E2. Fe 527.039
b1. Mg 518.362
b2. Mg 517.270
b3. Fe 516.891
b4. Mg 516.733
지정 요소 파장(nm)
c Fe 495.761
F Hβ 486.134
d Fe 466.814
e Fe 438.355
G' H h 434.047
G Fe 430.790
G Ca 430.774
h H h 410.175
H Ca+ 396.847
K Ca+ 393.366
L Fe 382.044
N Fe 358.121
P 티+ 336.112
T Fe 302.108
t 니 299.444
염수가 있는 심지를 이용한 589nm2 D(왼쪽) 및 590nm1 D(오른쪽) 배출 나트륨 라인 시연

프라운호퍼 C, F, G' 및 h 라인은 수소 원자의 발머 계열 방출 라인의 알파, 베타, 감마 및 델타 라인에 해당합니다.프라운호퍼 문자는 현재 그러한 행에 거의 사용되지 않는다.

D1 라인과2 D 라인은 잘 알려진 "나트륨 더블렛"을 형성하며, 중심 파장(589.29 nm)에는 "D"라는 명칭이 붙습니다.이 라인에 대한 이 역사적 호칭은 고착되어 다른 알칼리 원자의 지면 상태와 첫 번째 들뜬 상태 사이의 모든 전환에도 적용됩니다.D1 라인과2 D 라인은 들뜬 상태의 미세 구조 분할에 해당합니다.이 천이를 위한 들뜬 상태는 알칼리의 P-상태이기 때문에 더 높은 D-상태와 혼동해서는 안 됩니다.

Fraunhofer H와 K 문자는 또한 천체 분광학에서 중요한 스펙트럼의 보라색 부분에서 칼슘-II 더블렛에 여전히 사용된다.

예를 들어 프라운호퍼 d 라인은 466.814 nm의 시안 철선 또는 587.5618 nm의 노란색 헬륨 라인(D 라벨도3 있음)을 나타낼 수 있습니다.마찬가지로, 철(Fe)과 수은(Hg)의 스펙트럼 라인을 모두 참조할 수 있기 때문에 e-라인과 관련하여 모호성이 있다.사용에서 발생하는 모호성을 해결하기 위해, 모호한 프라운호퍼 선 지정 앞에 해당 선과 관련된 요소(예: 수성 e-라인 및 헬륨 d-라인)가 있습니다.

명확한 파장 때문에 프라운호퍼 라인은 광학 물질의 굴절률과 분산 특성을 특징짓는 데 자주 사용됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Starr, Cecie (2005). Biology: Concepts and Applications. Thomson Brooks/Cole. p. 94. ISBN 978-0-534-46226-0.
  2. ^ 멜빈 C.우셀만:William Hyde Wollaston Encyclopédia Britanica, 2013년 3월 31일 회수
  3. ^ William Hyde Wollaston (1802) "프리즘 반사에 의한 굴절력과 분산력을 조사하는 방법", 왕립학회 철학거래, 92:365–380; 특히 페이지 378 참조.
  4. ^ Hearnshaw, J.B. (1986). The analysis of starlight. Cambridge: Cambridge University Press. p. 27. ISBN 978-0-521-39916-6.
  5. ^ 조셉 프라운호퍼(1814년 - 1815년) "Bestimung des Brechungs-und des Farben-Zerstreuungs-Vermögens verschieedener Glasarten, Bezug auf die Vervollkommnung 무채색소자 Fernrröhre"(굴절 및 분산된 유리의 색분산유리의 종류별 색상의 차이 측정)Niglicen Akademie der Wissenschaften zu München, 5:193–226; 특히 202-205페이지와 226페이지 이후의 판을 참조하십시오.
  6. ^ Jenkins, Francis A.; White, Harvey E. (1981). Fundamentals of Optics (4th ed.). McGraw-Hill. p. 18. ISBN 978-0-07-256191-3.
  7. ^ 참조:
    • 구스타프 키르히호프(1859년) "프라운호퍼의 선에 따라" (프라운호퍼의 선에 따라), 모나츠베리히트 데 쾨니글리첸 프리셰 아카데미 데 비센샤프텐 주 베를린 (베를린–662년 베를린 왕립 프러시아 과학 아카데미 월간 보고서)
    • Gustav Kirchhhoff(1859) "Uber das Sonnenspektrum"(태양의 스펙트럼에 대하여), Verhandlungen des Naturhistorischorisch-medizinischen vereins zu Heidelberg(하이델베르크 자연사/의학회 진행), 1(7) 25-155.
  8. ^ G. Kirchhoff (1860). "Ueber die Fraunhofer'schen Linien". Annalen der Physik. 185 (1): 148–150. Bibcode:1860AnP...185..148K. doi:10.1002/andp.18601850115.
  9. ^ 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.

추가 정보

외부 링크

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