Серия Пикеринга

Серия Пикеринга или серия Пикеринга-Фаулера — серия из трёх спектральных линий однократно ионизованного гелия, обычно обнаруживаемая среди линий поглощения в спектрах горячих звёзд типа звёзд Вольфа — Райе. Название серия получила в честь Эдварда Чарльза Пикеринга[1] и Альфреда Фаулера[2]. Линии возникают при переходах с более высокого уровня энергии электрона на уровень с главным квантовым числом n = 4. Линии соответствуют длинам волн

• 4551 Å (с n = 9 на n = 4),
• 5411 Å (с n = 7 на n = 4),
• 10123 Å (с n = 5 на n = 4).

Переходы из состояний с n = 6 и n = 8 перекрываются с сериями линий водорода и не видны в спектрах звёзд.

История

В 1896 году Э. Ч. Пикеринг опубликовал данные о неизвестных до этого линиях в спектре ζ Кормы[3]. Пикеринг приписал наблюдательные данные новой форме водорода с полуцелыми переходными уровнями[4][5]. А. Фаулер смог получить подобные линии в водородно-гелиевой смеси в 1912 году и он поддержал выводы Пикеринга о происхождении линий[6]. Нильс Бор, тем не менее, включил анализ данной серии линий в свою "трилогию"[7][8] о структуре атомов[9] и пришёл к выводу, что Пикеринг и Фаулер ошибались, а сами линии возникают в ионизованном гелии, He^+.[10] Фаулер первоначально скептически отнёсся к выводам Бора[11], но затем признал правоту[12] Бора[7], и к 1915 году "спектроскописты отнесли серию Пикеринга к линиям гелия."[1][13]. Теоретическая работа Бора о серии Пикеринга показала необходимость "пересмотра тех вопросов, которые ранее считались решёнными в рамках классических теорий" и представила подтверждение теории Бора о структуре атома[1].

Примечания

1. Robotti, Nadia (1983). "The Spectrum of ζ Puppis and the Historical Evolution of Empirical Data". Historical Studies in the Physical Sciences. 14 (1): 123–145. doi:10.2307/27757527. JSTOR 27757527.
2. Lakatos, Imre. Bohr: A Research Programme Progressing on Inconsistent Foundations // The Methodology of Scientific Research Programmes. — Cambridge University Press, 1980. — P. 55–68. — ISBN 9780521280310.
3. Pickering, E. C. (1896). "Stars having peculiar spectra. New variable stars in Crux and Cygnus". Harvard College Observatory Circular. 12: 1–2. Bibcode:1896HarCi..12....1P. Also published as: Pickering, E. C.; Fleming, W. P. (1896). "Stars having peculiar spectra. New variable stars in Crux and Cygnus". Astrophysical Journal. 4: 369–370. Bibcode:1896ApJ.....4..369P. doi:10.1086/140291.
4. Pickering, E. C. (1897). "Stars having peculiar spectra. New variable Stars in Crux and Cygnus". Astronomische Nachrichten. 142 (6): 87–90. Bibcode:1896AN....142...87P. doi:10.1002/asna.18971420605. Архивировано (PDF) 24 августа 2019. Дата обращения: 1 декабря 2020.
5. Pickering, E. C. (1897). "The spectrum of zeta Puppis". Astrophysical Journal. 5: 92–94. Bibcode:1897ApJ.....5...92P. doi:10.1086/140312.
6. Fowler, A. (1912). "Observations of the Principal and other Series of Lines in the Spectrum of Hydrogen". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 73 (2): 62–63. Bibcode:1912MNRAS..73...62F. doi:10.1093/mnras/73.2.62.
7. Hoyer, Ulrich. Constitution of Atoms and Molecules // Niels Bohr – Collected Works: Volume 2 – Work on Atomic Physics (1912–1917). — Amsterdam : North Holland Publishing Company, 1981. — P. 103–316 (esp. pp. 116–122). — ISBN 978-0720418002.
8. Kennedy, P. J. A Short Biography // Niels Bohr: A Centenary Volume. — Harvard University Press, 1985. — P. 3–15. — ISBN 978-0-674-62415-3.
9. Bohr, N. (1913). "On the constitution of atoms and molecules, part I" (PDF). Philosophical Magazine. 26 (151): 1–25. Bibcode:1913PMag...26....1B. doi:10.1080/14786441308634955. Архивировано (PDF) 13 ноября 2021. Дата обращения: 1 декабря 2020.
   Bohr, N. (1913). "On the constitution of atoms and molecules, part II: Systems Containing Only a Single Nucleus" (PDF). Philosophical Magazine. 26 (153): 476–502. Bibcode:1913PMag...26..476B. doi:10.1080/14786441308634993. Архивировано (PDF) 13 ноября 2021. Дата обращения: 1 декабря 2020.
   Bohr, N. (1913). "On the constitution of atoms and molecules, part III: Systems containing several nuclei". Philosophical Magazine. 26 (155): 857–875. Bibcode:1913PMag...26..857B. doi:10.1080/14786441308635031. Архивировано 22 июня 2021. Дата обращения: 1 декабря 2020.
10. Bohr, N. (1913). "The Spectra of Helium and Hydrogen". Nature. 92 (2295): 231–232. Bibcode:1913Natur..92..231B. doi:10.1038/092231d0. S2CID 11988018. Архивировано 1 декабря 2020. Дата обращения: 1 декабря 2020.
11. Fowler, A. (1913). "The Spectra of Helium and Hydrogen". Nature. 92 (2291): 95–96. Bibcode:1913Natur..92...95F. doi:10.1038/092095b0. S2CID 3972599. Архивировано 28 ноября 2020. Дата обращения: 1 декабря 2020.
12. Fowler, A. (1913). "Reply to: The Spectra of Helium and Hydrogen". Nature. 92 (2295): 232–233. Bibcode:1913Natur..92..232F. doi:10.1038/092232a0. S2CID 3981817. Архивировано 28 ноября 2020. Дата обращения: 1 декабря 2020.
13. Bohr, N. (1915). "The Spectra of Hydrogen and Helium". Nature. 95 (6–7): 6–7. Bibcode:1915Natur..95....6B. doi:10.1038/095006a0. S2CID 3947572. Архивировано 28 ноября 2020. Дата обращения: 1 декабря 2020.