Parmi les quatre raies de la série de Balmer, la raie H alpha est la raie rouge, à droite.

En physique et en astronomie, , notée aussi H alpha, est une raie démission particulière de latome dhydrogène située dans le spectre visible à 656,3 nanomètres. Elle correspond à une transition entre les niveaux dénergie principaux n = 3 et n = 2.

Sommaire

Niveaux électroniques

Selon le modèle de Bohr, les électrons peuplent des niveaux dénergie quantifiés autour du noyau de latome. Ces niveaux dénergie sont décrits par le nombre quantique principal n = 1, 2, 3Les électrons ne peuvent se trouver que dans ces niveaux dénergie et ne peuvent faire des transitions que vers ces niveaux.

La série de transition depuis des niveaux n 3 vers n = 2 sappelle la série de Balmer, et ses transitions sont nommées par des lettres grecques :

  • n = 3n = 2 : Balmer-alpha ou H-alpha ;
  • n = 4n = 2 : H-beta ;
  • n = 5n = 2 : H-gamma, etc.

Les transitions vers le niveau n = 1 forment la série de Lyman dont les noms sont :

  • n = 2n = 1 : Lyman-alpha ;
  • n = 3n = 1 : Lyman-beta ;
  • n = 5n = 1 : Lyman-epsilon, etc.

Description

La raie H-alpha se trouve à une longueur d'onde de 656,3 nanomètres, et se trouve donc dans la partie rouge du spectre visible. Létude de cette raie est le moyen le plus simple pour les astronomes de tracer le contenu d'hydrogène ionisé des nuages de gaz.

Lénergie nécessaire pour ioniser lhydrogène étant quasiment la même que celle nécessaire pour faire passer un électron du niveau n = 1 au niveau n = 3, la probabilité quun électron ne soit pas éjecté de latome mais passe vers ce niveau n = 3 est très faible. Par contre, après avoir été ionisé, lélectron et le proton vont se recombiner pour former un nouvel atome dhydrogène. Dans ce nouvel atome, lélectron peut se trouver sur nimporte lequel des niveaux dénergie, et ensuite, va cascader vers le niveau fondamental (n = 1), en émettant un photon lors de chaque transition. On a calculé quenviron une fois sur deux, cette cascade comprend la transition n = 3 vers n = 2, et latome va alors émettre la raie H-alpha. Cette raie est donc émise quand latome est ionisé.

Cette raie H-alpha est saturée très vite à cause du fait que lhydrogène est le composant majoritaire des nébuleuses. Ce qui fait que cette raie peut être utilisée facilement pour déterminer la forme et la taille des nuages, mais elle ne permet pas de connaître la quantité dhydrogène contenue dans le nuage. Par contre, les molécules, telles le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone, le formaldéhyde, lammoniacetc. permettent elles de déterminer la masse dun nuage de gaz.

Utilisation pratique

Ces filtres sont souvent utilisés en observation du Soleil (pour les protubérances) ou en astrophotographie pour mettre en évidence la présence d'hydrogène dans les nébuleuses. Ils peuvent être utilisés au foyer (plus cher) ou à l'oculaire (moins cher).

Voir aussi


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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article de Wikipédia en français (auteurs)

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