Světlo, které atomy vydávají, se skládá ze specifických vlnových délek, nazývaných linky; pozorované spektroskopem, čáry jsou společně atomová spektra.
Podrobněji …
V atomu mají elektrony specifické a diskrétní energie. Když elektron přechází („skočí“) z jedné energetické úrovně na druhou, emituje (pokud jde z vyšší úrovně na nižší) nebo absorbuje (naopak) světlo - foton - s diskrétní specifickou vlnovou délkou. V jakémkoli daném souboru podmínek (tlak, teplota, síla magnetického pole atd.) Je souhrn všech těchto specifických vlnových délek spektrum atomu ... takže atomová spektra jsou spektra atomů!
Protože úrovně energie atomových elektronů jsou jedinečné pro každý prvek, mohou být linie ve spektru (emise nebo absorpce) použity k identifikaci prvků přítomných ve zdroji (hvězda, řekněme) nebo plynu mezi zdrojem a námi (např. Mezihvězdný střední). Samozřejmě, pro extragalaktický objekt - snad kvazar - potřebujete více než jednu linku, abyste si mohli určit určitou identifikaci ... protože vesmír se rozšiřuje (a tak nevíte, kolik jen jedna čára mohla být přesměrována).
Světelné elektronické přechody v atomech produkují nemusí být ve vizuální části elektromagnetického spektra, ale pro atomy, které jsou neutrální nebo ztratily pouze jeden nebo dva elektrony (ano, „atomová spektra“ se vztahuje také na liniové spektrum iontů!) , většina linek je v UV, vizuální nebo téměř infračervené. U vysoce ionizovaných atomů se linie nacházejí v extrémní oblasti UV nebo rentgenového záření.
Protože se relativní intenzita linií v atomovém spektru mění s teplotou, analýza linií ve spektru hvězdy (řekněme) může poskytnout odhad teploty povrchu hvězdy (fotosféry). Šířka vedení závisí na tlaku plynu; struktura čar závisí na síle magnetického pole; … (dostanete představu) - atomová spektra jsou úžasné okno do fyzických podmínek míst daleko, daleko!
Hledáte více? Tato webová stránka University of Oregon má dobrý, stručný popis atomových spekter; Atomové modely a spektra Fyzikální laboratoře pokrývají jak historické souvislosti, tak trochu více teorie.
Protože atomová spektra hrají tak důležitou roli v optické astronomii, není divu, že existuje tolik článků časopisu Space Magazine, které se týkají atomových spekter! Zde je náhodný výběr: Nová studie zjistila, že se základní síly v průběhu času nezměnily, Spitzer objevil oblast formování časných galaxií a podivná mlhovina kolem Eta Carinae.
Astronomie Cast epizoda Energy Levels and Spectra je o atomových spektrech. Jiné epizody obsazení astronomie, které se vyplatí poslouchat, pokud jde o atomová spektra, zahrnují optickou astronomii a hledání jiných světů.
Zdroje:
Hyperphysics GSU
NIST
