什么是21厘米波?

电子在氢原子基态的二能级间跃迁时辐射或吸收的电磁波。

电子在原子核周围不同能级间的跃迁将吸收或释放一定的能量。当有大量原子的电子从同一高能级跃迁到同一低能级时，我们将观测到一特定波长的辐射。

氢原子仅有一个电子，在不受扰动时，电子将处于基态(最低能级)，但是氢原子的基态不是一个能级。由于电子自旋方向和氢原子核自旋相同或相反，氢原子的基态又分为两个能量差异较小的能级，电子在此二能级间的跃迁将吸收或辐射波长为21厘米的电磁波。这种跃迁的概率是很小的，但是考虑到宇宙空间存在大量的氢原子，范·代·哈斯特(Van·de·Hust)在1945年预言可以观测到此波长电磁波的谱线，经几年努力之后，在1951年发现发了它，并根据21厘米波的观测，研究了银河系的旋涡结构，获得十分宝贵的资料。