鉄原子のモデル(Iron Atom)

原子は,正の電荷を持った陽子と電荷を持たない中性子からなる原子核と, その周囲に束縛された負の電荷を持つ電子から構成されています. 原子を特徴づけるのは, 陽子の数(原子核の電荷数)と核子(陽子+中性子)の数で, 前者を原子番号 Z,後者を核子数 A といいます. また陽子と同数の電子が結合している原子を中性原子(neutral atom), 電子が1個または複数個少ない原子を電離原子(ionized atom)といいます.

  • 中性水素HI,中性酸素OI,中性鉄FeI
  • 電離水素HII,2階電離酸素OIII,24階電離鉄FeXXV


鉄原子のモデル
陽子と中性子からなる原子核
電子(中性の鉄原子には26個ある)
鉄原子の原子核は, 26個の陽子() と約30個の中性子()からできています.
   原子番号 Z=26
   質量数(核子数) A=約56
(陽子の数は同じでも,中性子の数が違う同位体が何種類かあります.)

中性状態の鉄では,原子核のまわりに26個の電子 ()があります. 電子の存在できるエネルギー準位(原子核との結びつきの強さ)は, とびとびになっていて, 内側から大きくK殻,L殻,M殻,N殻…と呼ばれています. エネルギーが最低の状態では, 最内殻のK殻に2個,つぎのL殻に8個,M殻に14個, もっとも外側のN殻に2個の電子が配置されています.

鉄の原子が電離していくときは, たいていの場合は外側の電子からはぎとられていきます.

最内殻のK殻に一つ上の準位から電子が遷移したときに放射する輝線を, Kα輝線(K alpha emission line)といいます (水素のライマンα輝線に対応します). 高温プラズマ中でほとんど電離したヘリウム的鉄のKα線は, 典型的には6.7keVのエネルギーをもっています. 比較的低温であまり電離していない鉄のKα線は, 典型的には6.4keVのエネルギーになります.


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