W fizycznej i astronomii , H-alfa , oznaczony jako H alfa , jest szczególnie linia emisyjna z atomem z wodorem w widmie widzialnym 656.3 nm . Odpowiada to przejściu między głównymi poziomami energii n = 3 i n = 2.
Według modelu Bohra , elektrony wypełnienia ilościowo poziom energii wokół jądra atomu . Te poziomy energii są opisane przez główną liczbę kwantową n = 1, 2, 3… Elektrony można znaleźć tylko na tych poziomach energii i mogą jedynie przechodzić do tych poziomów.
Szereg przejść od poziomów, w których n ≥ 3 do n = 2 nazywa się szeregiem Balmera , a jego przejścia są nazwane greckimi literami:
Przejścia do poziomu n = 1 tworzą szereg Lyman, którego nazwy to:
Linia H-alfa znajduje się przy długości fali 656,3 nanometrów i dlatego znajduje się w czerwonej części widma widzialnego. Badanie tej linii jest dla astronomów najłatwiejszym sposobem prześledzenia zawartości zjonizowanego wodoru w chmurach gazowych.
Energia wymagana do jonizacji wodoru jest prawie taka sama, jak potrzebna do przeniesienia elektronu z poziomu n = 1 do poziomu n = 3, prawdopodobieństwo, że elektron nie zostanie wyrzucony z atomu, ale przejdzie w jego kierunku. Poziom n = 3 jest bardzo Niska. Z drugiej strony, po zjonizowaniu, elektron i proton połączą się ponownie, tworząc nowy atom wodoru. W tym nowym atomie elektron może znajdować się na dowolnym poziomie energii, a następnie spadnie kaskadowo w dół do poziomu podstawowego ( n = 1), emitując foton podczas każdego przejścia. Obliczono, że mniej więcej raz na dwie, ta kaskada obejmuje przejście od n = 3 do n = 2, po czym atom wyemituje linię H-alfa. Linia ta jest więc emitowana tuż po tym, jak zjonizowany atom odzyska elektron i przestaje być zjonizowany.
Ta linia H-alfa ulega bardzo szybkiemu nasyceniu, ponieważ wodór jest głównym składnikiem mgławic . Tak, aby tę linię można było łatwo wykorzystać do określenia kształtu i wielkości chmur, ale nie pozwala ona poznać ilości wodoru zawartego w chmurze. Z drugiej strony, cząsteczki, takie jak dwutlenek węgla , tlenek węgla , formaldehyd , amoniak , itp pozwalają im określić masę chmury gazu.
Filtry wybierające tę linię są często używane do obserwacji Słońca (do wypukłości ) lub w astrofotografii do uwydatnienia obecności wodoru w mgławicach . Można je stosować na ogniskowej (droższe) lub na okularze (tańsze).