Atomien lähettämä valo koostuu tietyistä aallonpituuksista, joita kutsutaan viivoiksi; spektroskoopin avulla havaitut linjat ovat yhdessä atomispektrit.
Yksityiskohtaisemmin …
Atomissa elektronilla on erityisiä ja erillisiä energioita. Kun elektroni siirtyy ('hyppää') energiatasolta toiselle, se säteilee (jos siirrytään korkeammalta tasolta alemmalle) tai absorboi (päinvastoin) valoa - fotonia - diskreetillä, omalla aallonpituudella. Missä tahansa olosuhteissa (paine, lämpötila, magneettikentän voimakkuus jne.) Kaikkien näiden erityisten aallonpituuksien kokoelma on atomin spektri… joten atomispektrit ovat atomien spektrit!
Koska atomielektronienergiatasot ovat ainutlaatuisia jokaiselle elementille, spektrin viivoja (emissio tai absorptio) voidaan käyttää lähteessä olevien esineiden (esimerkiksi tähti) tai lähteen ja meidän välillä olevan kaasun (esim. Tähtien välinen) tunnistamiseen väliaine). Tietenkin, ekstragalaktisen objektin - kenties kvaasarin - tarvitset useamman kuin yhden rivin tietyn tunnistuksen tekemiseksi… koska maailmankaikkeus laajenee (ja et siis tiedä kuinka paljon vain yksi viiva on saattanut olla punaisesti siirretty).
Atomien tuottamat kevyet elektroniset siirtymät eivät välttämättä ole sähkömagneettisen spektrin visuaalisessa osassa, mutta atomien tapauksessa, jotka ovat neutraaleja tai ovat menettäneet vain yhden tai kaksi elektronia (kyllä, 'atomispektrit' viittaavat myös ionien linjaspektriin!) , useimmat linjat ovat ultravioletti-, visuaalisessa tai lähellä infrapunaa. Voimakkaasti ionisoitujen atomien kohdalla linjat löytyvät ultraääni- tai röntgenalueelta.
Koska viivojen suhteellinen intensiteetti atomispektrissä vaihtelee lämpötilan mukaan, viivojen analysointi tähden (sanovat) spektrissä voi antaa arvion tähtien pinnan (valokehän) lämpötilasta. Putkien leveys riippuu kaasun paineesta; linjojen rakenne riippuu magneettikentän voimakkuudesta; the… (saat idean) - atomispektrit ovat loistava ikkuna fyysisiin olosuhteisiin paikoissa, kaukana!
Etsitkö lisää? Tällä Oregonin yliopiston verkkosivulla on hyvä, lyhyt kuvaus atomispektristä; ja Physics Labin atomimallit ja spektrit kattavat sekä historiallisen kontekstin että hieman enemmän teoriaa.
Koska atomispektrillä on niin tärkeä rooli optisessa tähtitieteessä, ei ole ihme, että on niin paljon Space Magazine -artikkeleita, jotka sisältävät atomispektrit! Tässä on satunnainen valinta: Uusi tutkimus, jonka perusvoima ei ole muuttunut ajan kuluessa, Spitzer havaitsee varhaisen galaksin muodostumisalueen ja omituisen nebulan Eta-karinaanien ympärillä.
Astronomy Cast -jakson energiatasot ja spektrit liittyvät atomispektriin. Muita tähtitieteen näyttelijöiden jaksoja, jotka kannattavat kuuntelemisen arvoisia atomispektrien suhteen, ovat optinen tähtitiede ja muiden maailmojen etsintä.
Lähteet:
GSU: n hyperfysiikka
NIST
