Возможно ли дистанционное измерение соотношения изотопов или необходимо получить образец

Можно ли измерять содержание изотопов удаленных астрономических объектов, т. е. проводить измерения без подачи образца в масс-спектрометр? Имеют ли разные изотопы какие-либо различия в спектрах поглощения или испускания, которые можно использовать для этой цели?

Я собираюсь пойти дальше и сказать нет этому. При дистанционной спектроскопии вы действительно смотрите на испускание и поглощение фотонов электронами. Количество и орбитальное расположение электронов должно почти полностью зависеть от количества протонов. Таким образом, количество нейтронов не будет влиять на спектры излучения или поглощения каким-либо измеримым образом, особенно на астрономических расстояниях. Конечно, я могу ошибаться в том, насколько сильно нейтроны влияют на электроны, поэтому это комментарий, а не ответ.

Ответы (1)

Да, изотопные отношения можно легко установить с помощью спектроскопии.

Молекулы, в которых составляющие атомы отличаются на одну единицу массы, имеют разные уровни колебательной и вращательной энергии, а промежутки между ними зависят от приведенной массы молекулы.

Например, в двухатомной молекуле

мю знак равно м 1 м 2 м 1 + м 2
а частоты колебаний зависят от мю − 1 / 2 .

Этот метод используется, например, для изучения характеристик угарного газа в инфракрасном диапазоне и определения соотношения 13 С/ 12 С.

Изотопический сдвиг для атомов в целом намного меньше, но все же его можно обнаружить. Различная масса ядра меняет (немного) приведенную массу электрона, и это меняет длину волны характерного перехода.

Интересным примером этого является поиск 6 Li в спектрах звезд населения II (например, Асплунд и др., 2006 ). Этот изотоп лития должен образоваться в результате Большого взрыва вместе с более обычным 7 Li, но легче сгорает в недрах звезд.

Основная линия оптического резонанса лития приходится на 670,8 нм. Разница между длинами волн этой линии (фактически это неразрешенный дублет) составляет 0,015 нм. Это разделение не может быть разрешено в звездных спектрах, и вместо этого необходимо смоделировать форму линии поглощения, чтобы оценить 6 Ли/ 7 Коэффициент ли.

Изотопические сдвиги становятся меньше для более тяжелых элементов.

Спасибо за ответ. Вы говорите: «Изотопные сдвиги становятся меньше для более тяжелых элементов». Означает ли это, что выше определенного атомного номера измерение становится непрактичным?
@MikeH Если честно, я не знаком с какой-либо атомной спектроскопией в астрофизике, которая изучает изотопные соотношения в чем-либо тяжелее Li.
Итак, из ваших ответов я понимаю, что только у трех элементов можно измерить соотношение изотопов (H, He и Li). Для остальной части периодической таблицы нет доступных методов?
@MikeH Вы неправильно понимаете. Я специально привожу пример углерода. Изотопические сдвиги в молекулярной спектроскопии гораздо больше.
Извините за путаницу. Значит ли это, что в звездах, где нет молекул, Li является верхним пределом?
@MikeH Я думаю , что это правда, но не удивлюсь, если кто-то вмешается с противоречием. Получение изотопных отношений лития в горячих звездах с помощью атомной спектроскопии также было бы практически невозможно - линии слишком слабы и слишком широки.
Возможно ли дистанционное измерение соотношения изотопов или необходимо получить образец
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v