Det lys, som atomer afgiver, består af specifikke bølgelængder, kaldet linjer; observeret af et spektroskop er linjerne samlet atomspektre.
Mere detaljeret ...
I et atom har elektroner specifikke og diskrete energier. Når en elektron overgår ('hopper') fra et energiniveau til et andet, udsender det (hvis det går fra et højere niveau til et lavere) eller absorberer (vice versa) lys - et foton - med en diskret, specifik bølgelængde. Under ethvert givet sæt betingelser (tryk, temperatur, magnetisk feltstyrke osv.) Er samlingen af alle disse specifikke bølgelængder atomets spektrum ... så atomspektre er atomernes spektre!
Da atomelektronenerginiveauet er unikt for hvert element, kan linierne i et spektrum (emission eller absorption) bruges til at identificere de elementer, der findes i kilden (en stjerne, siger) eller gas mellem kilden og os (f.eks. Den interstellare medium). For et ekstragalaktisk objekt - måske måske en kvasar - har du brug for mere end en linje for at foretage en bestemt identifikation ... fordi universet ekspanderer (og så ved du ikke, hvor meget bare en linje måske er blevet forskudt).
De lette elektroniske overgange i atomer producerer muligvis ikke i den visuelle del af det elektromagnetiske spektrum, men for atomer, der er neutrale eller kun har mistet en eller to elektroner (ja, 'atomspektre' henviser også til linjespektret af ioner!) , de fleste linjer er i UV, visuel eller nær infrarød. For stærkt ioniserede atomer findes linjerne i det ekstreme UV- eller røntgenområde.
Da den relative intensitet af linierne i et atomspektrum varierer med temperaturen, kan analyse af linjerne i spektret af en stjerne (siger) give et skøn over temperaturen på stjernens overflade (fotosfære). Linjens bredde afhænger af gasets tryk; linjenes struktur afhænger af magnetfeltstyrken; … (du får ideen) - atomspektre er et vidunderligt vindue til de fysiske forhold på steder langt, langt væk!
Leder du efter mere? Denne universitet i Oregon webside har en god, kort beskrivelse af atomspektre; og Physics Labs Atomic Models and Spectra dækker både den historiske kontekst og lidt mere af teorien.
Da atomspektre spiller en så vigtig rolle i optisk astronomi, er det ikke underligt, at der er så mange Space Magazine-artikler, der involverer atomspektre! Her er et tilfældigt valg: Ny undersøgelse Find grundlæggende styrke er ikke ændret over tid, Spitzer opdager den tidlige Galaxy-dannende region og underlig tåge omkring Eta Carinae.
Astronomy Cast-episoden Energy Levels and Spectra handler om atomspektre. Andre astronomisk cast-episoder, der er værd at lytte, med hensyn til atomspektre inkluderer optisk astronomi og In Search of Other Worlds.
Kilder:
GSU-hyperfysik
NIST
