輝線スペクトル
読み：きせんスペクトル
分光観測(スペクトル観測)において、放たれる光(の波長)によって描かれる光のスペクトル。
概要
熱放射などにより、様々な波長の光が放たれる。
どのような波長の光が放たれるかは、その光源となる原子により異なるが、原子のエネルギー準位は量子化されており、離散的である。つまり連続した光ではなく、原子に応じた特定の波長を放つ。
この光は、プリズムで分光するとその光源に応じた光線として見ることができるが、この時放たれた光によって作られる光の線を輝線といい、輝線からなるスペクトルを輝線スペクトルという。
特徴
物質
ガス星雲や低密度のガス(街のネオンサインのガスなども同様)から発せられる光は、そのガスに応じた特有の波長の光を出している。
遠い宇宙の彼方にあるこれらのガスは直接採取するなどしての観測はできないが、輝線スペクトルを観測することで、地球上にいながら、そこにどのような物質があるかを知ることができる。
系列
種類
到達する電子軌道に応じて、次のように呼び分けられる。
- n′=1: ライマン系列(Lyman series)
- n′=2: バルマー系列(Balmer series)
- n′=3: パッシェン系列(Paschen series)、ボーア系列(Bohr series)ともいう
- n′=4: ブラケット系列(Brackett series)
- n′=5: プント系列(Pfund series)
- n′=6: ハンフリーズ系列(Humphreys series)
さらに、まだ無名ではあるが、これ以上であっても同様にしてパターンが存在する。
波長
水素の場合、次のような波長となる。
- n′=1 (ライマン系列)
- n=2→1 (Ly-α) 121.6nm
- n=3→1 (Ly-β) 102.6nm
- n=4→1 (Ly-γ) 97.3nm
- n=5→1 (Ly-δ) 95.0nm
- n=6→1 (Ly-ε) 93.8nm
- n=7→1 (Ly-ζ) 93.1nm
- n=8→1 (Ly-η) 92.6nm
- n=9→1 (Ly-θ) 92.3nm
- n=10→1 (Ly-ι) 92.1nm
- n=11→1 (Ly-κ) 91.9nm
- n=∞→1 (Limit) 92.2nm
- n′=2 (バルマー系列)
- n=3→2 (H-α/Ba-α) 656.3nm
- n=4→2 (H-β/Ba-β) 486.1nm
- n=5→2 (H-γ/Ba-γ) 434.1nm
- n=6→2 (H-δ/Ba-δ) 410.2nm
- n=7→2 (H-ε/Ba-ε) 397.0nm
- n=8→2 (H-ζ/Ba-ζ) 388.9nm
- n=9→2 (H-η/Ba-η) 383.5nm
- n=∞→2 (Limit) 364.6nm
- n′=3 (パッシェン系列)
- n=4→3 (P-α) 1875nm
- n=5→3 (P-β) 1282nm
- n=6→3 (P-γ) 1094nm
- n=7→3 (P-δ) 1005nm
- n=8→3 (P-ε) 955nm
- n=9→3 (P-ζ) 923nm
- n=10→3 (P-η) 902nm
- n=11→3 (P-θ) 887nm
- n=∞→3 (Limit) 820nm
- n′=4 (ブラケット系列)
- n=5→4 (α) 4050nm
- n=6→4 (β) 2624nm
- n=7→4 (γ) 2165nm
- n=8→4 (δ) 1944nm
- n=9→4 (ε) 1817nm
- n=∞→4 (Limit) 1458nm
- n′=5 (プント系列)
- n=6→5 (α) 7460nm
- n=7→5 (β) 4650nm
- n=8→5 (γ) 3740nm
- n=9→5 (δ) 3300nm
- n=10→5 (ε) 3040nm
- n=∞→5 (Limit) 2280nm
- n′=6 (ハンフリーズ系列)
- n=7→6 (α) 12400nm
- n=8→6 (β) 7500nm
- n=9→6 (γ) 5910nm
- n=10→6 (δ) 5130nm
- n=11→6 (ε) 4670nm
- n=∞→6 (Limit) 3280nm
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