Το φως που εκπέμπουν τα άτομα αποτελείται από συγκεκριμένα μήκη κύματος, που ονομάζονται γραμμές. παρατηρούνται από ένα φασματοσκόπιο, οι γραμμές είναι, συλλογικά, ατομικά φάσματα.
Με περισσότερες λεπτομέρειες …
Σε ένα άτομο, τα ηλεκτρόνια έχουν συγκεκριμένες και διακριτές ενέργειες. Όταν ένα ηλεκτρόνιο μεταβαίνει («άλματα») από το ένα επίπεδο ενέργειας στο άλλο, εκπέμπει (εάν πηγαίνει από υψηλότερο επίπεδο σε χαμηλότερο) ή απορροφά (αντίστροφα) φως - ένα φωτονίο - με διακριτό, συγκεκριμένο μήκος κύματος. Σε οποιαδήποτε δεδομένη σειρά συνθηκών (πίεση, θερμοκρασία, ισχύ μαγνητικού πεδίου, κ.λπ.), η συλλογή όλων αυτών των συγκεκριμένων μηκών κύματος είναι το φάσμα του ατόμου… έτσι τα ατομικά φάσματα είναι τα φάσματα των ατόμων!
Καθώς τα επίπεδα ατομικής ενέργειας ηλεκτρονίων είναι μοναδικά για κάθε στοιχείο, οι γραμμές σε ένα φάσμα (εκπομπή ή απορρόφηση) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό των στοιχείων που υπάρχουν στην πηγή (ένα αστέρι, ας πούμε) ή αέριο μεταξύ της πηγής και μας (π.χ. το διαστρικό Μεσαίο). Φυσικά, για ένα εξωγαλακτικό αντικείμενο - ένα κβάζαρ, ίσως - χρειάζεστε περισσότερες από μία γραμμές για να κάνετε μια συγκεκριμένη ταυτοποίηση… επειδή το σύμπαν επεκτείνεται (και έτσι δεν ξέρετε πόση μόνο μια γραμμή μπορεί να έχει μετατοπιστεί).
Οι ελαφρές ηλεκτρονικές μεταβάσεις στα άτομα που παράγονται μπορεί να μην βρίσκονται στο οπτικό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, αλλά για άτομα που είναι ουδέτερα ή έχουν χάσει μόνο ένα ή δύο ηλεκτρόνια (ναι, το «ατομικό φάσμα» αναφέρεται και στο γραμμικό φάσμα ιόντων!) , οι περισσότερες γραμμές είναι σε υπεριώδεις ακτίνες UV, οπτικές ή πλησίον. Για πολύ ιονισμένα άτομα, οι γραμμές βρίσκονται στην ακραία περιοχή UV ή ακτίνων Χ.
Καθώς η σχετική ένταση των γραμμών σε ένα ατομικό φάσμα ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία, η ανάλυση των γραμμών στο φάσμα ενός αστεριού (ας πούμε) μπορεί να δώσει μια εκτίμηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του αστεριού (φωτοσφαιρική). Το πλάτος των γραμμών εξαρτάται από την πίεση του αερίου. η δομή των γραμμών εξαρτάται από την ισχύ του μαγνητικού πεδίου. το… (έχετε την ιδέα) - τα ατομικά φάσματα είναι ένα θαυμάσιο παράθυρο στις φυσικές συνθήκες των τόπων πολύ μακριά!
Ψάχνετε περισσότερα; Αυτή η ιστοσελίδα του Πανεπιστημίου του Όρεγκον έχει μια καλή, σύντομη, περιγραφή των ατομικών φασμάτων. και τα Atomic Models και Spectra του εργαστηρίου φυσικής καλύπτουν τόσο το ιστορικό πλαίσιο όσο και λίγο περισσότερο τη θεωρία.
Καθώς τα ατομικά φάσματα παίζουν τόσο ζωτικό ρόλο στην οπτική αστρονομία, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι υπάρχουν τόσα πολλά άρθρα στο περιοδικό Space που περιλαμβάνουν ατομικά φάσματα! Ακολουθεί μια τυχαία επιλογή: Νέα μελέτη Βρείτε τη θεμελιώδη δύναμη δεν έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, ο Spitzer ανακαλύπτει την περιοχή σχηματισμού πρώιμου γαλαξία και το παράξενο νεφέλωμα γύρω από την Eta Carinae.
Τα ενεργειακά επίπεδα και τα φάσματα του επεισοδίου Astronomy Cast αφορούν τα ατομικά φάσματα. Άλλα επεισόδια Cast Astronomy αξίζει να ακούσετε, σε σχέση με τα ατομικά φάσματα, περιλαμβάνουν την οπτική αστρονομία και την αναζήτηση άλλων κόσμων.
Πηγές:
Υπερφυσική GSU
ΝΙΣΤ
