Fraunhofer çizgileri

Gözle görülen Fraunhofer hatlarının güneş tayfı.

Mavi gökyüzü tayfı. Dalışlar Fraunhofer hatlarının dalgaboylarıdır.

Fizikte Fraunhofer hatları ismini Alman fizikçi Joseph Von Fraunhofer'dan alan tayfsal çizgiler grubudur.(1787-1826) Çizgiler ilk olarak güneşin soğurum çizgilerinin optik tayfında gözlemlenmiştir.

Keşfi

1802'de İngiliz Kimyacı William Hyde karanlık hatların tayfındaki varlığını ilk kez not etmiştir.^[1] 1814'te Fraunhofer bu hatları ilkinden bağımsız olarak tekrar keşfetti ve bu hatların dalgaboyları ile ilgili dikkatli ölçümler ve sistematik çalışmalar yapmaya başladı. Temelde 570 farklı çizgiyi haritalandırdı ve en temel olanları A'dan K'ya harflendirdi, daha zayıf olanlara ise diğer harfleri verdi.^[2][3][4] Güneşin modern gözlemleri bu hatların binlercesini tespit edebilir.

45 yıl sonra Kirchoff ve Bunsen^[5] bazı Fraunhofer çizgilerine ısıtılmış element tayflarının yayım çizgilerinde rastladılar.^[6] Kimysal elementlerin güneş atmosferinde soğurulmasının sebep olduğu güneş tayfındaki karanlık hatlar doğru bir şekilde türetilmiştir.^[7] Dünya atmosferindeki oksijenin soğurulmasından kaynaklı bazı hatlar dünyasal hatlar olarak tanımlanmıştır.

Kaynak

Fraunhofer hatları tipik izgesel soğurum hatlarıdır/çizgileridir. Ne zaman soğuk bir gaz bir fotonun geniş izgesel kaynağı ile belirleyici arasında ise bu karanlık hatlar üretilir. Bu durumda, soğurulan foton olarak görülen yüklü foton tekrarsızlığındaki ışığın yoğunluk azalışından dolayı orijinalinden farklı yönlerde tekrar saçılır. Bu da soğurum hatlarının oluşmasına neden olur. Belirleyiciye doğru ilerleyen ilk ışığın tam tekrarsızlığından dolayı ışığa dönüşür ya da tekrar yayılır. Zıt olarak, eğer ki belirleyici parlayan gazdan direk olarak yayılan fotonları görürse, belirleyici genellikle sıcak gazdaki atomların nicem yayım işlemlerinden kaynaklı yayılan tam tekrarsızlıklı fotonları görür ve bu da yayım hatlarını oluşturur. Güneşte Fraunhofer hatları dış yüzeydeki gazlardan görülür. Bu gazla oldukça soğuktur ve oluştukları elementin yayım çizgilerini direk olarak üretirler.

İsimlendirme

Fraunhofer hatları ve elementleri tabloda verilmiştir:

Harf Element Dalgaboyu (nm) y O2 898.765 Z O2 822.696 A O2 759.370 B O2 686.719 C Hα 656.281 a O2 627.661 D1 Na 589.592 D2 Na 588.995 D3 or d He 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

Harf Element Dalgaboyu(nm) c Fe 495.761 F Hβ 486.134 d Fe 466.814 e Fe 438.355 G' Hγ 434.047 G Fe 430.790 G Ca 430.774 h Hδ 410.175 H Ca^+ 396.847 K Ca^+ 393.368 L Fe 382.044 N Fe 358.121 P Ti^+ 336.112 T Fe 302.108 t Ni 299.444

C,F,G ve h Fraunhofer hatları hidrojen atomu yayım çizgilerinin Balmer serilerindeki alfa, beta, gama ve delta hatlarına denk gelmektedir. D harfi ile isimlendilen D₁ ve D₂ hatları çok iyi bilinen sodyum çiftleridir. Dalgaboyları 589.29 nm 'dir. Bu çiftin tarihsel isimlendirmesi artık yapışmıştır ve diğer alkali atomların temel halleri ile ilk ayrılmış halleri arasındaki geçişlere de verilmektedir. D1 ve D2 hatları uyarılmış hallerinin bilinen hassas yapılarını temsil eder. Bu alkalinin uyarılmış durumu hal değişimi P-durumunda olduğu için kafa karıştırıcı olabilir ve daha yüksek D-durumlarıyla karışıtırılmamalıdırlar.

Literatürde bazı hat isimlerinde anlaşmazlıklar vardır. Örneğin Fraunhofer d-hattı 466.814 nm 'deki camgöbeği demir hattını temsil ederken, 587.5618 nm 'deki D₃ olarak etiketlenen sarı helyum hattını da temsil edebilir. Benzer olarak e-hattı içinde bir ikililik durumu söz konusudur, hem demiri hem de helyumu temsil edebilir. Bu ikililiği engellemek için hattın başına temsil ettiği elementin de ismi eklenir. Örnğin Demir e-hattı ve Helyum d-hattı gibi. İyi tanımlanmış dalgaboylarından dolayı Fraunhofer çizgiler optik malzemelerin kırılma indisleri ve dağınıklıklarını belirlemek için kullanılır.

Ayrıca bakınız

• Abbe sayısı
• Güneş astronomisi tarih cetveli
• Tayf analizi

Kaynakça

1. William Hyde Wollaston (1802) "A method of examining refractive and dispersive powers, by prismatic reflection," Philosophical Transactions of the Royal Society, 92: 365-380; see especially p. 378.
2. Hearnshaw, J.B. (1986). The analysis of starlight. Cambridge: Cambridge University Press. s. 27. ISBN 0-521-39916-5. 
3. Joseph Fraunhofer (1814 - 1815) "Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" (Determination of the refractive and color-dispersing power of different types of glass, in relation to the improvement of achromatic telescopes), Denkschriften der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu München (Memoirs of the Royal Academy of Sciences in Munich), 5: 193-226; see especially pages 202-205 and the plate following page 226.
4. Jenkins, Francis A.; White, Harvey E. (1981). Fundamentals of Optics (4th bas.). McGraw-Hill. s. 18. ISBN 0-07-256191-2Şablon:İnconsistent citations 
5. See:
   • Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" (On Fraunhofer's lines), Monatsbericht der Königlichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin (Monthly report of the Royal Prussian Academy of Sciences in Berlin), 662-665.
   • Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber das Sonnenspektrum" (On the sun's spectrum), Verhandlungen des naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Proceedings of the Natural History / Medical Association in Heidelberg), 1 (7) : 251-255.
6. G. Kirchhoff (1860). "Ueber die Fraunhofer'schen Linien". Annalen der Physik 185 (1): 148–150. Bibcode 1860AnP...185..148K. DOI:10.1002/andp.18601850115. 
7. G. Kirchhoff (1860). "Ueber das Verhältniss zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen der Körper für Wärme und Licht". Annalen der Physik 185 (2): 275–301. Bibcode 1860AnP...185..275K. DOI:10.1002/andp.18601850205. 

Dış bağlantılar

• Jrank Bilim