Fraunhofer çizgileri

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

Gözle görülen Fraunhofer hatlarının güneş tayfı.

Mavi gökyüzü tayfı. Dalışlar Fraunhofer çizgilerinin dalgaboylarıdır.

Keşfi

1802'de İngiliz Kimyacı William Hyde karanlık çizgilerin tayfındaki varlığını ilk kez not etmiştir.^[1] 1814'te Fraunhofer bu çizgileri ilkinden bağımsız olarak tekrar keşfetti ve bu çizgilerin 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 çizgilerin binlercesini tespit edebilir.

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

Kaynağı

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

İsimlendirme

Fraunhofer çizgileri 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 karıştırılmamalıdırlar.

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 ikilik durumu söz konusudur, hem demiri hem de helyumu temsil edebilir. Bu ikiliği engellemek için hattın başına temsil ettiği elementin de ismi eklenir. Örneğin 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

Kaynakça

^ William Hyde Wollaston (1802) "A method of examining refractive and dispersive powers, by prismatic reflection," 19 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Philosophical Transactions of the Royal Society, 92: 365-380; see especially p. 378.
^ Hearnshaw, J.B. (1986). The analysis of starlight. Cambridge: Cambridge University Press. s. 27. ISBN 0-521-39916-5.
^ Joseph Fraunhofer (1814 - 1815) "Bestimmung des Brechungs- und des Farben-Zerstreuungs - Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre" 20 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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.
^ Jenkins, Francis A.; White, Harvey E. (1981). "Fundamentals of Optics" (4. bas.). McGraw-Hill. s. 18. ISBN 0-07-256191-2.
^
See:
- Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" 5 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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" 5 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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.
^ G. Kirchhoff (1860). "Ueber die Fraunhofer'schen Linien". Annalen der Physik. 185 (1). ss. 148-150. Bibcode:1860AnP...185..148K. doi:10.1002/andp.18601850115.
^ G. Kirchhoff (1860). "Ueber das Verhältniss zwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen der Körper für Wärme und Licht". Annalen der Physik. 185 (2). ss. 275-301. Bibcode:1860AnP...185..275K. doi:10.1002/andp.18601850205.

Dış bağlantılar

Wikimedia Commons'ta Fraunhofer çizgileri ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.

Jrank Bilim 14 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[1] William Hyde Wollaston (1802) "A method of examining refractive and dispersive powers, by prismatic reflection," 19 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. 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" 20 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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" (4. bas.). McGraw-Hill. s. 18. ISBN 0-07-256191-2.

[5] See:
Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" 5 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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" 5 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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] Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber die Fraunhofer'schen Linien" 5 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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.

[7] Gustav Kirchhoff (1859) "Ueber das Sonnenspektrum" 5 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (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). ss. 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). ss. 275-301. Bibcode:1860AnP...185..275K. doi:10.1002/andp.18601850205.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]