Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


hi_physik

Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.

Link zu der Vergleichsansicht

Beide Seiten, vorherige Überarbeitung Vorherige Überarbeitung
Nächste Überarbeitung
Vorherige Überarbeitung
hi_physik [2018/12/26 22:53]
astropeiler
hi_physik [2019/05/18 22:00] (aktuell)
astropeiler
Zeile 1: Zeile 1:
-The Dutch astronomer H.Cvan de Hulst predicted the existence of an emission line from hydrogen in the interstellar space back in 1945 [1]. This emission originates from a transition between the hyperfine structure levels in the 1s electronic ground state of the hydrogen atomwhich differ by the spin orientation of the proton and the electron (fig1):+===== Die 21 cm Linie des neutralen Wasserstoffs ===== 
 +Wie vielen Lesern sicher bekannt ist, bestehen die Sterne (und auch unsere Sonne) zu wesentlichen Teilen aus WasserstoffEin gewisser Teil des Wasserstoffs in unserer Milchstraße ist jedoch nicht in Sternen gebunden, sondern bewegt sich frei in Raum umher. Dies ist der sogenannte "interstellare Wasserstoff"also der Wasserstoff "zwischen den Sternen"
 +Dabei handelt es sich nicht um molekularen Wasserstoff, wie wir ihn von der Erde kennen, sondern um einzelne Atome.  
 + 
 +Wasserstoffatome haben im energietischen Grundszustand zwei Niveaus. Diese unterscheiden sich durch die Orientierung des Spins des Protons zum Spin des Elektrons. Diese beiden sogenannten Hyperfeinstruktur-Niveaus unterschieden sich ein klein wenig in ihrer Energie.
  
 {{ :h21.gif?400 |}} {{ :h21.gif?400 |}}
 +(Die Grafik ist von [[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/h21.html|Link]] übernommen. Hier findet man auch noch ein paar weitere Erläuterungen)
 +
 +Dieser kleine Energieunterschied zwischen den beiden Niveaus entsprechen einem Photon mit einer Wellenlänge von 21 cm oder einer Frequenz von rund 1420 MHz.
 +
 +Die Anregung dieses Übergangs wird vorwiegend durch Kollisionen zwischen Atomen verursacht. Die Kollisionsenergie (bzw. Teile davon) werden in das Atom übertragen und dann in Form von elektromagnetischer Strahlung wieder abgegeben.
  
-The small energy difference between the two states corresponds to a photon of 21 cm wavelength or a frequency of about 1420 MHz.  +Es ist sehr erstaunlich, dass dieses Phänomen bebachtbar ist: Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Atom ein anderes in unserer Milchstraße trifft, beträgt etwa einmal in 60 JahrenDie Lebensdauer dieses Übergangs beträgt 11 Millionen Jahre. Das bedeutet, dass es im Mittel etwa 11 Millionen Jahre dauert, dass nach einer Kollision die Energie wieder abgegeben wird. Daher ist diese Emission eigentlich sehr schwach. Dass wir sie dennoch beobachten können, liegt an den ungeheuren Volumen in unserer Galaxie, aus denen wir das Signal empfangen.
-The excitation of this line is believed to be caused by collisions between the hydrogen atoms in the interstellar spaceThe collision energy (or parts thereof) is transferred into the atom and then released as electromagnetic radiation as the hydrogen atom transits from the excited state to the energetically lower state+
  
-It is quite amazing when one looks at the numbers which govern this processThe probability of one hydrogen atom colliding with another one in the interstellar space is about once per 60 yearsThe lifetime of the transition is about 11 million years which means it takes an average of 11 million years after the excitation before the energy is released again in form of electromagnetic radiation. Therefore, the hydrogen emission line is very faint. It is only because we are observing very large volumes that we are able to receive a signal.+[[https://de.wikipedia.org/wiki/HI-Linie|Wikipedia Artikel hierzu]]
  
hi_physik.1545861180.txt.gz · Zuletzt geändert: 2018/12/26 22:53 von astropeiler