КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина IV

ОСНОВИ ТЕОРЕТИЧНОЇ ТА ПРАКТИЧНОЇ АСТРОФІЗИКИ

Розділ 8

ЕЛЕМЕНТИ ТЕОРЕТИЧНОЇ АСТРОФІЗИКИ

8.7. Ефекти Доплера, Зеемана і Штарка

В астрофізиці широко використовують ефект Доплера: якщо джерело світла рухається уздовж променя зору спостерігача зі швидкістю V_r, що називається променевою швидкістю, то замість хвилі довжини λ₀, яку випромінює джерело, спостерігач фіксує хвилю довжиною λ, так що:

Променева швидкість V додатна при русі джерела світла від спостерігача (Δλ = λ - λ₀>0) і від'ємна, якщо воно наближається до нього (тоді Δλ = λ-λ₀ < 0).

Ефект Доплера використовують також для аналізу внутрішніх рухів речовини у джерелі світла.

Вивчаючи спектр небесного тіла, можна визначити наявність у нього магнітного та електричного полів. Відомо, якщо атом перебуває в однорідному магнітному полі напруженістю Н, то випромінювана ним енергія у конкретній спектральній лінії з довжиною хвилі λ розподіляється між декількома компонентами лінії. У найпростішому випадку замість одної лінії на довжині хвилі λ виникають два або три її компоненти λ - Δλ, (λ), λ + Δλ, у такому випадку говорять, що лінія розщеплюється. Це явище розщеплення спектральних ліній у магнітному полі називано ефектом Зеемана. Відстань між крайніми поляризованими компонентами:

Тут λ виміряна в А, напруженість магнітного поля Н — в ерстедах, фактор Ланде g розраховують окремо для кожної спектральної лінії. За спостереженням ефекту Зеемана вдалося виміряти магнітні поля на Сонці та у багатьох зір.

Ефект Штарка полягає у розщепленні і зсуві рівнів енергії атомів і молекул під дією зовнішнього електричного поля. В атмосферах зір цей ефект виникає, зокрема, при проходженні зарядженої частинки біля поглинаючого (або випромінюючого) атома. Виміри зумовленого ефектом Штарка розширення спектральної лінії дають змогу визначити концентрацію заряджених частинок в атмосферах зір.