第1章 現代天文学の基礎知識 ９、10

天文宇宙検定1級公式参考書「極・宇宙を解く－現代天文学演習」を読んで、わからない用語や整理したい内容をまとめています。
ど素人がまとめていますので、誤り等指摘いただけると嬉しいです。

エネルギー準位

原子に結合している電子が取り得る（連続的ではなく離散的な）エネルギーの状態
エネルギー準位は量子数で番号づけられる
最もエネルギーの低い状態を基底状態、それ以外を励起状態という

電離状態：電子が電離した状態
自由電子：原子と結合していない電子
遷移：基底状態、励起状態、電離状態の間を移り変わること

リュードベリの公式

$${\frac{1}{λ} = \frac{ν}{c} = Z^2Ry(\frac{1}{n^2} - \frac{1}{n'~2})}$$

λ：波長、ν：振動数、Z：原子番号、n/n'：量子数（n<n'）
（意味わからん。。。）

スペクトル線の遷移

天体からのスペクトル線を観測したときの波長$${λ}$$（振動数$${ν}$$）と、地上の実験室で同じ原子から観測できる光のスペクトルの波長$${λ_0}$$（振動数$${ν_0}$$）は異なっていることが多い。これをスペクトル線が遷移しているという。

この遷移量の大きさは、

$${z ≡ \frac{λ_0}{λ} - 1 = \frac{λ - λ_0}{λ_0} = \frac{ν}{ν_0} - 1}$$

で表され、$${z}$$を赤方偏移と呼ぶ（$${z}$$が負の値の場合は青方偏移）

スペクトル線の遷移を起こす原因は大きく3つに分けられる
・天体と地球との間に相対的な運動があるドップラー偏移
・強い重力場による一般相対論的な重力赤方偏移
・宇宙が膨張していることによる宇宙論的な赤方偏移