Restfrekvensen

Restfrekvensen är frekvensen hos en specifik elektromagnetisk övergång när källan befinner sig i vila relativt observatören. Den används inom astronomi och spektralanalys för att beskriva den inneboende frekvensen hos en atom- eller molekylär övergång, oberoende av rörelse i rymden.

Skillnaden mellan restfrekvensen och den frekvens som observeras beror på Doppler-effekter och universell expansion. Den observerade frekvensen f_obs är vanligtvis lägre än f_rest när källan rör sig bort från oss. Man beskriver detta med rödskiftet z och relationen f_obs = f_rest / (1+z). I relativt fall kan man även använda en relativistisk Doppler-formel: f_obs ≈ f_rest sqrt((1−β)/(1+β)) där β = v/c.

Användning: Restfrekvensen gör det möjligt att identifiera vilka linjer som visas i ett spektrogram och att bestämma avstånd eller rörelse i rymden. Genom att jämföra observerat spektrum med tabeller över restfrekvenser kan man mäta rödskift och därmed gasrörelser i galaxer och information om universums expansion.

Exempel: H I 21 cm-linjen har restfrekvensen 1420,40575177 MHz. Denna linje används brett för att kartlägga neutral väte i galaxer. Andra viktiga restfrekvenser inkluderar Lyman-α och andra ultravioletta linjer som används för studier av mycket avlägsna universum.

Begränsningar: lokala rörelser och gravitation kan förskjuta uppmätta frekvenser; instrumentell upplösning och linjebredd påverkar också noggrannheten. Restfrekvensen är ett fundamentalt begrepp i spektralfysik som kräver noggrann kunskap om övergångens energi.