Linia Lyman-alfa ( Eng. Lyman-alpha line , Ly-α ) este linia spectrală a hidrogenului (sau, în general, un atom asemănător hidrogenului) din seria Lyman . Este emis atunci când un electron dintr-un atom trece de la nivelul n = 2 la starea fundamentală ( n = 1), aici n este numărul cuantic principal . Pentru un atom de hidrogen, lungimea de undă a liniei este de 1215,67 angstromi ( 121,567 nm sau 1,21567⋅10 -7 m ), ceea ce corespunde unei frecvențe de aproximativ 2,47⋅10 15 Hz , adică linia se află în regiunea ultravioletă a spectrul radiațiilor electromagnetice.
Datorită interacțiunii spin-orbită , linia Lyman-alfa se împarte într -un dublet cu structură fină cu lungimi de undă de 1215,668 și 1215,674 angstroms [1] . Aceste componente sunt numite, respectiv, Ly-α 3/2 și Ly-α 1/2 .
Stările proprii ale Hamiltonianului perturbat sunt notate cu momentul unghiular total j al electronului și nu doar prin momentul unghiular orbital l . Pentru n = 2, l = 1, două stări sunt posibile cu j = unu2și j = 32, ceea ce duce la formarea unui dublet spectral. Starea j = 32are mai multă energie, deci este mai departe de starea fundamentală n = 1. Starea j = 32asociat cu linia dubletă, care are o lungime de undă mai scurtă [2] .
Deoarece emisia de hidrogen în linia Lyman-alfa suferă o absorbție semnificativă în aer, observațiile liniei în laborator necesită utilizarea instrumentelor spectroscopice în vid. Din același motiv, observațiile astronomice în linie necesită instalarea de instrumente pe sateliți, cu excepția cazurilor de observații ale surselor extrem de îndepărtate, pentru care, din cauza deplasării cosmologice spre roșu, linia intră în regiunea spectrului accesibilă pentru observare de la suprafata Pamantului.
Linia a fost observată și pentru antihidrogen [3] . În cadrul erorii experimentale, frecvența măsurată este egală cu aceeași frecvență pentru hidrogen, care este prezisă de electrodinamica cuantică.