Ano ang linya ng hydrogen?

Ang linya ng hydrogen sa pangkalahatan ay tumutukoy sa mga paglabas ng dalas ng radyo ng malamig na hydrogen gas sa espasyo ng interstellar.Mayroong maraming mga hydrogen na lumulutang sa paligid ng aming kalawakan at sa iba pang mga kalawakan.Ang ilan sa mga gas na ito ay pinainit ng mga kalapit na bituin, na nagiging sanhi ng paglabas nito ng electromagnetic radiation sa nakikitang spectrum mdash;Sa madaling salita, magaan.Karamihan sa mga ito, gayunpaman, ay malayo sa anumang mapagkukunan ng init, ngunit gayunpaman ay nakikita dahil sa ang katunayan na ito ay nagpapalabas ng electromagnetic radiation sa isang haba ng haba na 8.3 pulgada (21.1 sentimetro), sa loob ng bahagi ng radyo ng spectrum.Ito ay kilala bilang ang 21 sentimetro na linya, o ang linya ng hydrogen, at ang pagkakaroon nito ay hinuhulaan ng Dutch astronomer na si Hendrik van de Hulst noong 1944.

Ayon sa teorya ng kabuuan, ang mga electron sa isang atom ay maaari lamang magkaroon ng ilang mga nakapirming antas ng enerhiya,na wala sa pagitan.Ang pinakamababang antas ng enerhiya ay kilala bilang "estado ng lupa."Ang mga electron ay maaaring sumipsip ng enerhiya, na nagiging sanhi ng mga ito na "tumalon" sa isang mas mataas na antas ng enerhiya, ngunit mas maaga o huli, babalik sila sa isang mas mababang antas, at sa kalaunan ay sa estado ng lupa, na may oras na kinuha ng kabaligtaran na proporsyonal sa dami ng labis na enerhiya.Kapag ang isang elektron ay bumababa sa isang antas, ang labis na enerhiya ay pinakawalan bilang electromagnetic radiation na may dalas na tumutugma sa pagkakaiba ng enerhiya sa pagitan ng dalawang antas.

Ang dalas ng electromagnetic radiation ay proporsyonal sa enerhiya nito: mas malaki ang enerhiya, mas mataasang dalas.Ang ugnayang ito ay inilarawan ng equation ng Planck: E ' HF, kung saan ang E ay ang enerhiya, f ang dalas at ang H ay patuloy na Planck, na may halaga na humigit-kumulang na 6.626 * 10 ^-34 Joule-segundo.Ang haba ng haba ay maaaring kalkulahin bilang simpleng bilis ng ilaw na hinati ng dalas.Kaya, kapag ang isang elektron ay bumaba mula sa isang mas mataas sa isang mas mababang antas ng enerhiya, ang electromagnetic radiation na may isang tiyak, naayos na dalas at haba ng haba, na nauugnay sa pagkakaiba ng enerhiya, ay ilalabas.Ang radiation na ito ay nagpapakita bilang makitid na mga linya sa isang spectrum ng paglabas.

Ang bawat elemento ay may katangian, natatanging spectrum ng paglabas na binubuo ng isang serye ng mga linya sa mga tiyak na haba ng haba.Ang serye ng hydrogen spectral ay naglalaman ng isang bilang ng mga spectral line, apat sa mga ito ay nasa loob ng nakikitang bahagi ng spectrum.Ang isa sa mga ito, isang pulang linya na kilala bilang H-alpha, ay ginagamit sa astronomiya para sa pagtuklas ng ionized hydrogen sa nebulae.Ang mga linya ng paglabas na ito para sa hydrogen ay maaaring isaalang -alang bilang isang linya ng hydrogen, ngunit ang term na mas karaniwang tumutukoy sa paglabas ng radyo na ginawa ng malamig na hydrogen gas sa isang wavelengthof 21 sentimetro.Ito ay dahil sa ibang pisikal na proseso.Ang parehong mga patakaran tungkol sa enerhiya, dalas at haba ng haba ay nalalapat pa rin, gayunpaman.Dahil ang isang hydrogen atom ay binubuo ng isang proton at isang elektron, maaari itong magkaroon ng dalawang spins sa parehong direksyon o sa iba't ibang direksyon.Sa dating kaso, ang atom ay may bahagyang mas maraming enerhiya at sa kalaunan ay bumababa sa isang mas mababang estado ng enerhiya sa pamamagitan ng elektron na lumilipat sa pag -ikot nito.Ang labis na enerhiya ay inilabas bilang electromagnetic radiation at dahil maliit ang pagkakaiba ng enerhiya, ang radiation ay may mahabang haba ng haba at mababang dalas: 21 sentimetro at 1420.4 MHz, ayon sa pagkakabanggit.Ang maliit na pagkakaiba ng enerhiya ay nangangahulugan din na ang anumang naibigay na hydrogen atom sa parehong spin state ay, sa average, ay tumatagal ng napakatagal na oras at mdash;maraming milyong taon at mdash;upang i-drop sa isang kabaligtaran na estado;Gayunpaman, napakaraming malamig na hydrogen sa isang kalawakan na sa anumang oras na sapat na hydrogen atoms ay maglalabas ng 21 sentimetro na alon ng radyo para sa mga ito upang makita.Ito ay napatunayan na mahalaga sa kahalagahan sa astronomiya sa radyo.Karamihan sa aming kalawakan ay nakatago mula sa pagtingin sa pamamagitan ng malalaking ulap ng alikabok na hindi pinapayagan ang ilaw mula sa mga bituin na pumasa sa throUgh sila.Ang mga alon ng radyo, gayunpaman, ay hindi naharang ng mga ulap ng alikabok at, dahil mayroong isang malaking kasaganaan ng malamig na hydrogen sa kalawakan, posible na obserbahan at mapa ang kalawakan gamit ang mga paglabas ng radyo sa linya ng hydrogen.Ang astronomiya ng radyo, gamit ang linya ng hydrogen, ay nagpapagana sa amin upang matukoy ang laki, hugis at istraktura ng aming kalawakan.Naisip na posible na ang isang teknolohikal na advanced na sibilisasyon ay maaaring gumamit ng dalas na ito upang subukang makipag -usap sa iba pang mga sibilisasyon.Ang dalas ay ginamit hindi lamang upang makinig para sa mga papasok na mensahe, kundi pati na rin ipadala ang mga ito.Ang Pioneer 10 at 11 spacecraft, na nakalaan upang mag -drift nang walang hanggan sa pamamagitan ng puwang ng interstellar, ay naglalaman ng mga plake na naglalarawan ng linya ng hydrogen, ang haba ng haba nito, ang dalas nito at ang pisika sa likod nito.Ito ay kumakatawan sa isang yunit ng pagsukat na pinaniniwalaan na maaaring maunawaan ng mga dayuhan.