موضوع مقاله: خطوط فراون‌هوفر | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # خطوط فراون‌هوفر | مقدمه: این خطوط اولین بار توسط ویلیام هاید والستن کشف شده و به‌طور سیستماتیک توسط یوزف فون فراون‌هوفر در قرن ۱۹ام برای طیف فراون‌هوفر خورشید معرفی شدند. | ## بخش 1: خطوط فراون‌هوفر | وی بیش از ۵۷۰ خط را در این طیف شناسایی کرده و آنها را به ترتیب با حروف A تا K مشخص کرد. نقاط کاهشی در شدت نور، به صورت خطوط تاریک در طول موج‌های فران هوفر دیده می‌شود اغلب، تشخیص اتمسفر ستاره‌ای به خطوطی نیاز دارد که به یک پارامتر جوی حساس‌تر و به پارامترهای دیگر کمتر حساس باشند. محاسبه شاخص‌های حساسیت بر اساس استفاده از واکنش کارکرد افسردگی RF (x, λ) می‌باشد. واکنش کارکرد نرخ تغییر در فرورفتگی خط R(x, λ)=(Ic(x, λ) − Il(x, λ /Ic(x, y) را در هر نقطه x در جو نسبت به نرخ تغییر پارامتر اتمسفر β، که دچار اختلال محلی Δβ/β می‌شود. اگر واکنش کارکرد RFR,β(x,λ) را با توجه به x یکپارچه کنیم و آن را بر مقدار فرورفتگی ظهور R(λ) تقسیم کنیم، یک کمیت بی بعد IR,β بدست می‌آوریم که یک تغییر در خط مشاهده شده‌است. برای ارزیابی کمی حساسیت خط، از نشانگر استفاده خواهیم کرد که تغییر نسبی فرورفتگی خط را برای تغییر ۱٪ پارامتر جوی نشان می‌دهد. اگر پارامتر اتمسفر در ناحیه تشکیل خط ۱٪ افزایش یافته باشد، این شاخص نشان می‌دهد که چگونه جذب خط (در درصد) تغییر کرده‌است. برای توصیف حساسیت خط طیفی، کافی است از نشانگرها برای عمق خط مرکزی (IR, β) و برای عرض معادل (IW, β) استفاده کنیم. جالب‌ترین مورد در مسائل آنالیز طیفی، مطالعه حساسیت خط به دما (T)، فشار گاز (Pg) و سرعت میکروتوربولانس (Vmic) است؛ بنابراین، شاخص‌های حساسیت تنها برای این پارامترهای جوی محاسبه می‌شود. علاوه بر این، نیمسازهای این خطوط محاسبه و با میانگین نیمساز گروه داده شده از خطوط مقایسه می‌شود. گروه‌های خط برای پتانسیل‌های تحریک مختلف سطح پایین، عمق خط مرکزی و طول موج خط انتخاب شدند. | ## بخش 2: خطوط فراون‌هوفر | فهرست خطوط عمداً به هزینه خطوطی با ترکیب ضعیف‌تر برای دریافت حداکثر افزایش یافت خطوط مناسب برای تجزیه و تحلیل ساختار ظریف پروفیل خطوط و در درجه اول برای مطالعه عدم تقارن خطوط. تا حدی، این لیست از خطوط در محدوده λλ ۵۰۵٫۰–۶۶۵٫۰ نانومتر برای مطالعه تغییرات در پارامترهای خط طیفی بالای مناطق فعال استفاده شده‌است. به عنوان مثال، عرض و عمق مرکزی خطوط ضعیف Fe I با پتانسیل تحریک کم ۱۰٪ کاهش می‌یابد. در محاسبات شاخص‌های حساسیت، ما از جو مدل HOLMU با دمای تحریک بر اساس مشاهدات پروفایل‌های خط Fe I استفاده کردیم؛ بنابراین، اثرات احتمالی NLTE برای خطوط Fe I به روش غیر مستقیم در نظر گرفته می‌شود. قدرت نوسانگر خط و فراوانی آهن خورشیدی با مقایسه بین عمق خط مرکزی محاسبه‌شده و مشاهده‌شده پیدا شد. وابستگی به قدرت نوسانگر و پتانسیل تحریک کمتر برای نشانگرهای حساسیت اعماق مرکزی خطوط آهن به دما، فشار گاز، سرعت میکروتوربولنت ارائه می‌شود. حساسیت به درجه حرارت نسبت به سایر پارامترهای جوی تجزیه و تحلیل دقیق شاخص‌های حساسیت به دست آمده برای خطوط آهن و همچنین برای خطوط طیفی از اتم‌های دیگر بالاتر است. پس مثلاً اگر بخواهیم تغییرات دما ΔT/T را در ناحیه فتوسفر آشفته بدست بیاوریم، باید خطی با حساسیت بالا به دما و با حساسیت کم به فشار و سرعت محاسبه کنیم برای این منظور از وابستگی‌های گرافیکی از شاخص‌های حساسیت به دما، فشار و سرعت استفاده می‌کنیم. ما باید محدودیت‌های واقعی را در نظر بگیریم مقادیر احتمالی نوسانات پارامترهای جوی علاوه بر این، برای خط انتخاب شده ما یک تفاوت نسبی را اندازه‌گیری می‌کنیم در نهایت تغییر نسبی دما ΔT/T را با کمک نسبت ساده ∆T /T = (∆R/R)/IR,T محاسبه می‌کنیم. با این حال، کاربرد توصیف شده از شاخص‌های حساسیت و تشخیص دمای فوتوسفر در همه موارد امکان‌پذیر نیست. دقت ارزیابی تغییرات پارامترهای جوی در فتوسفر آشفته بستگی به مفروضات پذیرفته شده هنگام حل معادلات برای به دست آوردن توابع پاسخ است. | ## بخش 3: خطوط فراون‌هوفر | مفروضات اصلی عبارتند از: LTE و اغتشاشات پارامترهای جوی که باید کوچک باشد، با توجه به نتایج کاربردهای شاخص‌های حساسیت برای تشخیص دمای فوتوسفر امکان‌پذیر است هنگامی که تغییرات مشاهده شده در عمق خط مرکزی ∆R انجام می‌شود از R/2 تجاوز نکند. لازم است ذکر شود که شاخص‌های حساسیت کمتر برای تشخیص فشار و میکروتوربولانس مناسب هستند. در این مورد، دمای تحریک و اثرات NLTE ممکن است بر دقت برآورد حساسیت مشخصات خط به میکروتوربولانس تأثیر بگذارد. علاوه بر این، شیب نوسانات دما که در محاسبات در نظر گرفته نمی‌شود، ممکن است خطاهای اضافی ایجاد کند، زیرا حساسیت دمایی خطوط به مراتب بیشتر از سایرین است. با این وجود، تخمین‌های تقریبی از نوسانات فشار و ریزتوربولانس زمانی به دست می‌آید که در نظر گرفته شود که عرض مؤثر مناطق تشکیل اعماق مرکزی خطوط آهن مورد استفاده زیاد قرار نمی‌گیرد. شاخص‌های حساسیت را می‌توان برای ارزیابی خطاهای احتمالی به دلیل دقت پایین پارامترهای جوی مدل نیز به کار برد؛ بنابراین، به عنوان مثال، هنگام تعیین فراوانی عناصر شیمیایی، خطا در دمای اتخاذ شده باعث خطاهای بسیار بزرگتر از اثرات NLTE یا خطاهای سرعت و ثابت میرایی می‌شود. چنین ارزیابی‌هایی برای تعیین فراوانی عناصر شیمیایی در اتمسفر ستاره‌ای که مدل‌ها دقت کمتری دارند، اهمیت زیادی دارد. حتی نوسانات دمایی جزئی در حد ۱٪ را می‌توان با کمک پاسخگوترین خطوط اندازه‌گیری کرد. شاخص‌های حساسیت ارائه شده ممکن است برای تجزیه و تحلیل سریع و آسان بزرگی‌های پاسخ فرورفتگی خط به شرایط فیزیکی در جو خورشید بسیار ارزشمند باشد. تشخیص در لایه‌های فتوسفر و همچنین برای انتخاب خطی با حساسیت دمایی غالب یا گروهی از خطوط با حساسیت دمایی یکسان است. | ## جمع‌بندی | این گروه اغلب برای تجزیه و تحلیل طیفی دقیق تر از جو خورشیدی و ستاره ای مورد نیاز است.