Linhas Fraunhofer - Fraunhofer lines

Comprimentos de onda do espectro visual, 380 a cerca de 740 nanômetros (nm). Quedas de intensidade são observadas como linhas escuras (absorção) nos comprimentos de onda das linhas de Fraunhofer, (por exemplo, as características G, F, b, E, B). O "espectro do céu azul " se apresenta em 450-485 nm, os comprimentos de onda da cor azul .

Em física e óptica , as linhas Fraunhofer são um conjunto de linhas de absorção espectral em homenagem ao físico alemão Joseph von Fraunhofer (1787-1826). As linhas foram originalmente observadas como feições escuras ( linhas de absorção ) no espectro óptico do Sol (luz branca).

Descoberta

Espectro solar com linhas Fraunhofer como aparece visualmente.

Em 1802, o químico inglês William Hyde Wollaston foi a primeira pessoa a notar o aparecimento de várias feições escuras no espectro solar. Em 1814, Fraunhofer redescobriu independentemente as linhas e começou a estudar e medir sistematicamente os comprimentos de onda onde essas características são observadas. Ele mapeou mais de 570 linhas, designando as características principais (linhas) com as letras de A a K e as linhas mais fracas com outras letras. As observações modernas da luz solar podem detectar muitos milhares de linhas.

Cerca de 45 anos depois, Kirchhoff e Bunsen notaram que várias linhas de Fraunhofer coincidem com linhas de emissão características identificadas nos espectros de elementos aquecidos. Foi corretamente deduzido que as linhas escuras no espectro solar são causadas pela absorção por elementos químicos na atmosfera solar. Algumas das características observadas foram identificadas como linhas telúricas originadas da absorção por moléculas de oxigênio na atmosfera da Terra .

Fontes

As linhas Fraunhofer são linhas típicas de absorção espectral. As linhas de absorção são linhas escuras, regiões estreitas de intensidade diminuída, que são o resultado da absorção de fótons à medida que a luz passa da fonte para o detector. No Sol, as linhas de Fraunhofer são o resultado do gás na fotosfera , a região externa do sol. O gás da fotosfera tem temperaturas mais baixas do que o gás nas regiões internas e absorve um pouco da luz emitida por essas regiões.

Nomeação

As principais linhas de Fraunhofer e os elementos aos quais estão associadas são mostrados na tabela a seguir:

Designação Elemento Comprimento de onda ( nm )
y O 2 898.765
Z O 2 822,696
UMA O 2 759.370
B O 2 686,719
C 656,281
uma O 2 627,661
D 1 N / D 589.592
D 2 N / D 588.995
D 3 ou d Ele 587,5618
e Hg 546,073
E 2 Fe 527.039
b 1 Mg 518.362
b 2 Mg 517,270
b 3 Fe 516,891
b 4 Mg 516.733
Designação Elemento Comprimento de onda ( nm )
c Fe 495,761
F 486,134
d Fe 466.814
e Fe 438.355
G ' 434.047
G Fe 430,790
G Ca 430,774
h 410,175
H Ca + 396.847
K Ca + 393.366
eu Fe 382.044
N Fe 358,121
P Ti + 336,112
T Fe 302.108
t Ni 299.444
Uma demonstração das linhas D de emissão de sódio de 589 nm D 2 (esquerda) e 590 nm D 1 (direita) usando um pavio com água salgada em uma chama

As linhas Fraunhofer C, F, G 'e h correspondem às linhas alfa, beta, gama e delta da série Balmer de linhas de emissão do átomo de hidrogênio. As letras Fraunhofer agora raramente são usadas para essas linhas.

As linhas D 1 e D 2 formam o conhecido "dupleto de sódio", cujo comprimento de onda central (589,29 nm) recebe a letra de designação "D". Esta designação histórica para esta linha permaneceu e é dada a todas as transições entre o estado fundamental e o primeiro estado excitado dos outros átomos alcalinos também. As linhas D 1 e D 2 correspondem à divisão da estrutura fina dos estados excitados. Isso pode ser confuso porque o estado excitado para essa transição é o estado P do álcali e não deve ser confundido com os estados D superiores.

As letras H e K de Fraunhofer ainda são usadas para o dupleto de cálcio-II na parte violeta do espectro, importante na espectroscopia astronômica .

Observe que há discordância na literatura para algumas designações de linha; por exemplo, o d-linha Fraunhofer pode referir-se o ciano linha ferro em 466,814 nm, ou, alternativamente, para o amarelo linha de hélio (também marcada D 3 ) a 587,5618 nm. Da mesma forma, há ambigüidade com referência à linha e, uma vez que pode se referir às linhas espectrais de ferro (Fe) e mercúrio (Hg). Para resolver ambigüidades que surgem no uso, designações de linha Fraunhofer ambíguas são precedidas pelo elemento com o qual estão associadas (por exemplo, Mercury e-line e Helium d-line).

Por causa de seus comprimentos de onda bem definidos, as linhas Fraunhofer são frequentemente usadas para caracterizar o índice de refração e as propriedades de dispersão de materiais ópticos.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos