Svetloba, ki jo atomi oddajajo, je sestavljena iz določenih valovnih dolžin, imenovanih linij; opazovani s spektroskopom, črte so skupaj atomski spektri.
Podrobneje ...
V atomu imajo elektroni specifične in diskretne energije. Ko elektroni prehajajo ('skačejo') z ene energijske ravni na drugo, oddaja (če prehaja z višje ravni na nižjo) ali absorbira (obratno) svetlobo - foton - z diskretno, točno določeno valovno dolžino. V katerem koli danem nizu pogojev (tlak, temperatura, jakost magnetnega polja itd.) Je zbiranje vseh teh specifičnih valovnih dolžin spekter atoma ... zato so atomski spektri spektri atomov!
Ker so ravni atomske elektrone za vsakega elementa edinstvene, lahko črte v spektru (emisije ali absorpcije) uporabimo za prepoznavanje elementov v viru (zvezda, recimo) ali plina med virom in nami (npr. Medzvezdnik srednje). Seveda za ekstragalaktični objekt - morda kvazar - potrebujete več vrst, da lahko določite identifikacijo ... ker se vesolje širi (in zato ne veste, koliko le ena črta je bila morda prestavljena na novo).
Svetlobni elektronski prehodi v atomih morda niso v vizualnem delu elektromagnetnega spektra, toda za atome, ki so nevtralni ali so izgubili le enega ali dva elektrona (ja, "atomski spektri" se nanašajo tudi na linijski spekter ionov!) , večina linij je v UV, vizualni ali blizu infrardeče povezave. Za visoko ionizirane atome se črte nahajajo v skrajnem UV ali rentgenskem območju.
Ker se relativna intenziteta linij v atomskem spektru razlikuje glede na temperaturo, lahko analiza linij v spektru zvezde (recimo) poda oceno temperature površine zvezde (fotosfere). Širina vodov je odvisna od tlaka plina; struktura črt je odvisna od jakosti magnetnega polja; ... (dobite idejo) - atomski spektri so čudovito okno v fizične pogoje krajev daleč, daleč!
Iščete več? Ta spletna stran Univerze v Oregonu vsebuje dober, kratek opis atomskih spektrov; Atomski modeli in spektri laboratorija Physics Lab zajemajo zgodovinski kontekst in nekaj več teorije.
Ker imajo atomski spektri tako pomembno vlogo v optični astronomiji, ni čudno, da obstaja toliko člankov vesoljskega časopisa, ki vključujejo atomske spektre! Tu je naključni izbor: Nova študija Najdi, da se temeljna sila s časom ni spremenila, Spitzer odkrije zgodnjo regijo oblikovanja galaksij in čudno meglico okoli Eta Carinae.
Energijska raven in spektri iz epizode Astronomy Cast se nanašajo na atomske spektre. Druge epizode Astronomy Cast, ki jih je vredno poslušati, kar zadeva atomske spektre, vključujejo optično astronomijo in iskanje drugih svetov.
Viri:
Hiperfizika GSU
NIST
