Co to są linie spektralne?

Linie spektralne są lukami w zwykle ciągłym rozkładowi częstotliwości w świetle.Powstają, gdy emitowane światło jest częściowo wchłaniane przez materię, zwykle gaz.Jednym typem linii widmowej jest linia absorpcji, która jest spowodowana, gdy niektóre częstotliwości światła są pochłaniane z emitowanego promieniowania.Z drugiej strony linia emisji można zobaczyć w świetle, które zostało wchłonięte, a następnie ponownie emitowane.Linie spektralne mogą dać astronomom wskazówki dotyczące składu i prędkości obiektów astronomicznych.

Pierwszym z dwóch rodzajów linii widmowych są linie absorpcyjne.Linie absorpcyjne występują, gdy światło jest emitowane z obiektu, takiego jak gwiazda, a następnie przechodzi przez gaz przed dotarciem do obserwatora.W takim przypadku światło z gorącej gwiazdy będzie silnie emitowane na szerokim zakresie częstotliwości;Innymi słowy, będzie miał ciągłe spektrum promieniowania.Jeśli jednak przechodzi przez chłodny gaz, światło z pewnymi częstotliwościami może być wchłonięte przez gaz.Kiedy obserwator analizuje światło, które pierwotnie pochodzi z gwiazdy, pokaże linie absorpcyjne i zauważalne luki w niektórych częstotliwościach promieniowania.

Drugim rodzajem linii widmowej jest linia emisji.Starlight nie może być stale wchłaniane przez gaz, ponieważ światło zawiera energię.Raczej jest wchłaniany przez gaz, a następnie ponownie emitowany w późniejszym czasie.Po ponownej emisji światło zawiera tylko częstotliwości pochłonięte przez gaz.Dlatego częstotliwości linii emisji powinny być zgodne z częstotliwościami odpowiednich linii absorpcji.W rzeczywistości zostało to zweryfikowane przez astronomów obserwujących ponownie emitowane światło;Dwa rodzaje linii spektralnych są zasadniczo odwrotnością siebie.

Istnieją linie spektralne, ponieważ światło emitowane przez pierwiastki i chemikalia ma ciągłe spektrum częstotliwości.Zamiast być jednostką jednorodną, światło widzialne jest w rzeczywistości promieniowaniem elektromagnetycznym w określonym zakresie częstotliwości.Promieniowanie, które jest niewidoczne dla nagiego oka, ma również ciągły rozkład częstotliwości, choć jest skoncentrowane poza widzialnym zakresem.Do analizy częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego można zastosować instrument naukowy znany jako spektrometr.

Badanie tych linii może dać astronomom dwie ważne informacje.Przede wszystkim, wiedząc, które gazy wytwarzają linie absorpcyjne, linie spektralne mogą pomóc w zidentyfikowaniu składu atmosfery planetarnej.Astronomowie zastosowali tę technikę do scharakteryzowania atmosfery planet poza Układem Słonecznym.Po drugie, rozpoznawalne wzory linii widmowych mogą wskazywać na prędkość obiektów astronomicznych i mdash; prędkość obiektu przesuwa częstotliwość jego promieniowania, w tym linie widmowe.