Calculadora Ecuación Saha Ionización Plasma

Calculadora ecuación Saha 1920 ionización térmica plasma estrellas: H 13,6 eV. INAF Roma 2002, Brera Milán 1762, RFX Padua plasma 1996.

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Calculadora ecuación de Saha ionización plasma

La calculadora ecuación de Saha determina el grado de ionización térmica en plasma equilibrio termodinámico según la formulación del físico bengalí Meghnad Saha 1920 (Philosophical Magazine, Universidad Calcuta). La fórmula clásica: (n_{i+1} · n_e) / n_i = (2 / λ_T³) · (g_{i+1} / g_i) · exp(−χ / k_B T), con n_{i+1} y n_i densidades especies ionizada/neutra, n_e densidad electrónica, λ_T = h / √(2π m_e k_B T) longitud onda térmica electrón, g_{i+1}/g_i razón funciones partición (H/H⁺ = 1/2), χ energía ionización (hidrógeno 13,598 eV), k_B Boltzmann (1,381×10⁻²³ J/K), T temperatura kelvin. La fracción ionización x crece con T: hidrógeno x = 0,01% a 5.000 K, x = 50% a 9.700 K (cromosfera solar), x = 99,9% a 30.000 K. Las energías ionización astrofísicas (NIST): H 13,598 eV; He 24,587 eV → He I; He⁺ 54,418 → He II; Li 5,392; C 11,260; N 14,53; O 13,618; Na 5,139; Mg 7,646; Fe 7,902 eV. Las aplicaciones astrofísicas italianas Saha:

  • atmósferas estelares INAF Roma 2002 (clasificación Harvard 1885 O-B-A-F-G-K-M; Sol G2V T_eff 5.778 K)
  • Telescopio Nacional Galileo INAF La Palma 1998 3,58 m (HARPS-N exoplanetas)
  • Observatorio Padua Galileo Galilei 1761 (3 INAF: Asiago, Cima Ekar 1979, Copernico 182 cm)
  • plasma fusión DTT Frascati 2028 ENEA (T_e ≈ 100 millones K)
  • cromosfera solar 7.000 K
  • enanas blancas INAF Brera Milán 1762. Las instituciones astrofísicas italianas: INAF Istituto Nazionale di Astrofisica Roma 2002 (16 observatorios, 1.700 investigadores, Monte Porzio Catone); Observatorio Padua 1761 Galileo Galilei; Brera Milán 1762 Schiaparelli 1860 canales Marte; Capodimonte Nápoles 1812; Arcetri Florencia 1872; Roma 1786; TNG La Palma 1998 3,58 m; LBT Mount Graham Arizona 2005 2×8,4 m; VST Cerro Paranal Chile 2011 2,6 m; SRT Sardegna Cagliari 2013 64 m radio; Así Agenzia Spaziale Italiana Roma 1988

Tablas Saha especies atómicas italianas

Elementoχ ioniz. (eV)g_{i+1}/g_iT 50% ioniz.Aplicación astrofísica italiana
Hidrógeno H I13,5981/29.700 KCromosfera Sol Arcetri 1872
Helio He I24,5872/115.500 KEstrellas B Padua 1761
Helio He II54,4182/134.000 KEstrellas O masivas INAF
Sodio Na I5,1391/23.700 KLínea D 589 nm Schiaparelli
Calcio Ca II11,8721/28.500 KK 393 nm cromosfera
Magnesio Mg I7,6461/25.500 KMg b triplete 517-518 nm
Hierro Fe I7,902—5.700 KCientos líneas espectro Sol
Litio Li I5,3921/23.900 KBig Bang dilución cosmológica

(Fuente: Meghnad Saha 1920 Phil. Mag. + NIST Atomic Spectra 5.10:2024 + Mihalas 1978 + INAF Roma 2002).

Ejemplos cálculo italiano ecuación Saha

  • Sol fotosfera G2V Arcetri Florencia 1872 Galileo: T_eff = 5.778 K, n_H ≈ 10²³ m⁻³. Hidrógeno: λ_T = 1,3×10⁻¹⁰ m. Boltzmann χ/kT = 27,3, exp(−27,3) = 1,4×10⁻¹². Fracción H ionizado ≈ 10⁻⁵ (0,01%)
  • Estrella B0V Spica α Vir Padua Asiago 1979 Copernico 182 cm: T_eff = 30.000 K, χ_H/kT = 5,26. x = 99,99% hidrógeno totalmente ionizado. He I 50%, He II 12%
  • Cromosfera solar 7.000 K: χ_H/kT = 22,5, exp(−22,5) = 1,7×10⁻¹⁰. Línea Hα 6.563 Å
  • Plasma DTT Frascati ENEA 2028: T = 100×10⁶ K (kT = 8.617 keV); H-D totalmente ionizado
  • Enana blanca Sirius B INAF: T = 25.200 K, ρ = 2,4×10⁹ kg/m³
  • Próxima Centauri α Cen C INAF Catania: T_eff = 3.042 K (M5.5V); H 0% ionizado clásico
  • Big Bang recombinación cósmica 380.000 años: T = 3.000 K, x_e = 0,01%. CMB Planck Surveyor INAF Trieste 2009

Astrofísica italiana plasma

La astrofísica italiana: INAF Istituto Nazionale di Astrofisica Roma 2002 Monte Porzio Catone (16 observatorios, 1.700 investigadores). Observatorios: Padua 1761 Galileo legado (Univ. Padua 1222 cátedra 1592-1610); Brera Milán 1762 Schiaparelli; Capodimonte Nápoles 1812; Arcetri Florencia 1872 Galileo muerte 1642; Roma 1786; Trieste 1898; Catania-Etna 1880; Bologna Loiano 1936; Palermo 1790 Piazzi Ceres 1801. Telescopios modernos: TNG La Palma 1998 3,58 m (HARPS-N); LBT Mount Graham Arizona 2005 2×8,4 m; VST Cerro Paranal Chile 2011 2,6 m; SRT Sardegna 2013 64 m. Así Roma 1988: BeppoSAX, Cassini, Mars Express, Rosetta, Cheops, Euclid 2023, JWST 2021. Plasma: RFX Padua 1996 + SPIDER + MITICA NBI 1 MV; ENEA Frascati 1960 FTU + DTT 2028 (600 mln €); INFN Frascati 1957 DAΦNE; CNR-IFP Milán 1971. Premios Nobel italianos Física: Marconi 1909, Fermi 1938, Segrè 1959, Rubbia 1984, Giacconi 2002. Bonus italianos I+D 2025: Crédito I+D L. 160/2019 hasta 25%; Patent Box L. 178/2020; PNRR Misión 4 Componente 2 6,9 mil mill. €.

Actualizado a julio de 2026

Preguntas frecuentes

¿Qué es la ecuación de Saha?

Ecuación formulada por el físico bengalí Meghnad Saha 1920 (Phil. Mag., Universidad Calcuta): (n_{i+1}·n_e)/n_i = (2/λ_T³)·(g_{i+1}/g_i)·exp(−χ/k_B T). Calcula grado ionización térmica plasma equilibrio termodinámico en función temperatura T, densidad electrónica n_e, energía ionización χ. Usada atmósferas estelares, plasma fusión, cromosfera Sol. Hidrógeno x = 50% a 9.700 K.

¿Energía ionización hidrógeno?

Hidrógeno energía ionización χ = 13,598 eV = 2,18×10⁻¹⁸ J (NIST Atomic Spectra Database). Saha 50% ionizado a T = 9.700 K (cromosfera solar). Otras energías especies: He 24,587 eV; He⁺ 54,418; Na 5,139 (línea D); Mg 7,646; Ca II 11,872; Fe 7,902; O 13,618; Li 5,392 (Big Bang). Factores estadísticos g_{i+1}/g_i típicos 1/2 alcalinos, 2/1 nobles.

¿Fracción ionización plasma H?

Hidrógeno fracción ionización Saha vs temperatura (ρ ≈ 10²³ m⁻³ atmósfera estelar): T = 5.000 K → x = 0,001%; 6.000 K → 0,01% (Sol fotosfera 5.778 K); 7.000 K → 0,1% (cromosfera); 8.000 K → 1%; 9.000 K → 10%; 9.700 K → 50%; 11.000 K → 95%; 15.000 K → 99,9%; 30.000 K → totalmente ionizado. Estrellas masivas O B (T_eff > 10.000 K) totalmente ionizado.

¿Aplicaciones Saha astrofísica italiana?

Aplicaciones italianas Saha: 1) Atmósferas estelares INAF Roma 2002 Harvard O-B-A-F-G-K-M; 2) Exoplanetas TNG La Palma 1998 HARPS-N; 3) Cromosfera Sol Arcetri 1872; 4) Plasma fusión DTT Frascati 2028 (T 100 mln K); 5) Enanas blancas INAF Brera 1762; 6) Estrellas B Spica Padua Asiago; 7) CMB recombinación 380.000 años Planck.

¿Observatorios INAF italianos?

INAF Istituto Nazionale Astrofisica Roma 2002 (16 observatorios, 1.700 investigadores, Monte Porzio Catone): Padua 1761 Galileo + Asiago Cima Ekar 1979 Copernico 182 cm; Brera Milán 1762 Schiaparelli; Capodimonte Nápoles 1812; Arcetri Florencia 1872; Roma Monte Mario 1786; Trieste 1898; Cagliari 1899; Catania-Etna 1880; Bologna Loiano 1936; Palermo 1790 Piazzi descubridor Ceres 1801.

¿Telescopios italianos modernos?

Telescopio Nacional Galileo (TNG) La Palma 1998 3,58 m INAF (HARPS-N exoplanetas); Large Binocular Telescope (LBT) Mount Graham Arizona 2005 2×8,4 m INAF 25%; VST Cerro Paranal Chile 2011 2,6 m INAF + ESO; SRT Sardinia Cagliari 2013 64 m radio (FRB detección); BIRTH Brera Tenerife 0,8 m. Misiones Así 1988: BeppoSAX, Cheops, Euclid, JWST NIRSpec.

¿Premios Nobel Física italianos?

Premios Nobel Física italianos: Guglielmo Marconi 1909 (radio); Enrico Fermi 1938 (fisión nuclear); Emilio Segrè 1959 (antiprotón); Carlo Rubbia 1984 (W Z CERN); Riccardo Giacconi 2002 (X-ray, Chandra). Antonino Zichichi escuela Erice + LNGS Gran Sasso 1987 (CRESST, Borexino solar neutrinos, OPERA superluminal experimentos).

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