Fotony Lymanova kontinua

Fotony Lymanova kontinua jsou fotony emitované hvězdou  s energiemi nad Lymanovým limitem. Vodík je ionizován, když jsou absorbovány fotony Lymanova kontinua. Od objevu ultrafialového záření Viktorem Schumannem v letech 1906 až 1914 Theodor Lyman pozoroval, že atomární vodík absorbuje světlo pouze na určitých frekvencích, proto se jedna z řady vodíkových čar nazývá Lymanova řada [1] [2] . Všechny vlnové délky v Lymanově řadě jsou v ultrafialové části spektra. Diskrétnost absorpce se objevuje pouze do energetického limitu, známého jako ionizační energie. V případě neutrálního atomu vodíku odpovídá minimální energie Lymanově meze, při které je veškerá energie fotonu vynaložena na odtržení elektronu od atomu, v důsledku čehož se vytvoří volný proton a volný elektron. . Fotony s energiemi nad limitem budou atomem pohlceny, čímž vznikne v energetickém spektru kontinuum, tedy spojité spektrum [3] [4] .

Lymanův limit má vlnovou délku 91,2 nm (912  Å ), což odpovídá frekvenci 3,29 milionů GHz a energii fotonu 13,6 eV [3] . Energie Lymanova kontinua jsou v ultrafialové oblasti spektra. Přestože rentgenové a gama záření může také ionizovat atomy vodíku, z povrchu hvězdy je emitováno mnohem méně těchto fotonů. Proces absorpce fotonů, vedoucí k ionizaci atomů vodíku, může probíhat i opačným směrem: elektron a proton se mohou srazit a vytvořit atom vodíku. Pokud se dvě částice pohybují nízkou rychlostí (takže lze zanedbat kinetickou energii), pak by foton emitovaný atomem mohl teoreticky dosáhnout energie 13,6 eV (ve skutečnosti bude energie menší, protože výsledný atom bude v vzrušený stav). Při vysokých rychlostech je kinetická energie emitována (ale hybnost je zachována) ve formě fotonů s kratšími vlnovými délkami. Proto jsou při srážce vysokoenergetických protonů a elektronů emitovány fotony s energiemi nad 13,6 eV.

Poznámky

  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 vol. 13 (3): 125–146, ISSN 0096-6134 . DOI 10.2307/25058084 
  2. Lyman, Theodore (1914), An Extension of the Spectrum in the Extreme Ultra-Violet , Nature T. 93 (2323): 241, doi : 10.1038/093241a0 , < https://zenodo.org/record/1429587 > Archived kopie ze dne 15. října 2021 na Wayback Machine 
  3. 1 2 Dipankar Bhattacharya. Hmota a záření . Indie: Meziuniverzitní centrum pro astronomii a astrofyziku (srpen–prosinec 2003). „Ve většině situací celkové záření ve volném volném přechodu výrazně převyšuje záření z rekombinace, ale záření z rekombinačních procesů může vést k vytvoření charakteristických znaků spektra v kontinuu. U vodíku odpovídá nejvyšší práh ionizace, Lymanův limit, energii 13,6 eV nebo vlnovou délku 912 Á. Rekombinační záření vodíku o vlnových délkách kratších než tato hodnota tvoří Lymanovo kontinuum. Získáno 26. srpna 2021. Archivováno z originálu dne 26. srpna 2021.
  4. Lymanův limit (1997). „Lymanův limit je limit krátké vlnové délky řady Lyman na 91,2 nm. Odpovídá energii potřebné k tomu, aby se elektron v základním stavu oddělil od atomu vodíku. Archivováno z originálu 23. května 2011.