A Lyman-alfa vonal ( Eng. Lyman-alfa vonal , Ly-α ) a hidrogén (vagy általában egy hidrogénszerű atom) spektrális vonala a Lyman sorozatban . Akkor bocsát ki, amikor egy elektron az n = 2 szintről az alapállapotba ( n = 1) kerül, itt n a fő kvantumszám . Hidrogénatom esetén a vonal hullámhossza 1215,67 angström ( 121,567 nm vagy 1,21567⋅10-7 m ), ami körülbelül 2,47⋅10 15 Hz frekvenciának felel meg., vagyis a vonal az elektromágneses sugárzási spektrum ultraibolya tartományában van.
A spin-pálya kölcsönhatás következtében a Lyman-alfa vonal finom szerkezetű dublettre szakad, amelynek hullámhossza 1215,668 és 1215,674 angström [1] . Ezeket a komponenseket rendre Ly-α 3/2-nek, illetve Ly -α 1/2 -nek nevezzük .
A perturbált Hamilton -féle sajátállapotokat az elektron teljes impulzusimpulzusa j jelöli, és nem csak az l orbitális impulzusmomentum . Ha n = 2, l = 1, j = esetén két állapot lehetségesegy2és j = 32, ami egy spektrális dublett kialakulásához vezet. j = állapot32több energiával rendelkezik, így távolabb van az alapállapottól n = 1. j = állapot32a dublett vonalhoz kapcsolódik, amelynek rövidebb a hullámhossza [2] .
Mivel a Lyman-alfa vonal hidrogénemissziója jelentős mértékben elnyeli a levegőt, a vonal laboratóriumi megfigyeléséhez vákuum-spektroszkópiai műszerek szükségesek. Ugyanebből az okból kifolyólag a vonal csillagászati megfigyeléséhez műholdakra kell felszerelni a műszereket, kivéve a rendkívül távoli források megfigyelésének eseteit, amelyeknél a kozmológiai vöröseltolódás miatt a vonal a spektrum azon tartományába megy, amelyről megfigyelhető. a Föld felszínét.
A vonalat az antihidrogénre is megfigyelték [3] . A kísérleti hibán belül a mért frekvencia megegyezik a hidrogén azonos frekvenciájával, amit a kvantumelektrodinamika jósol meg.