Co jsou spektrální linie?

Spektrální linie jsou mezerami v běžně kontinuálním rozdělení frekvence ve světle. Výsledkem je, když je emitované světlo částečně absorbováno hmotou, obvykle plyn. Jedním typem spektrální linie je absorpční linie, která je způsobena, když jsou některé frekvence světla absorbovány emitovaným zářením. Na druhé straně emisní linie lze vidět ve světle, které bylo absorbováno a poté znovu emitováno. Spektrální linie mohou poskytnout stopy astronomů o složení a rychlosti astronomických objektů.

První ze dvou typů spektrálních linií jsou absorpční linie. Absorpční linie se vyskytují, když je světlo emitováno z objektu, jako je hvězda, a poté prochází plynem před dosažením pozorovatele. V tomto případě bude světlo z horké hvězdy silně emitováno přes širokou škálu frekvencí; Jinými slovy, bude mít kontinuální spektrum záření. Pokud však prochází chladným plynem, může být plyn absorbován světlo s určitými frekvencemi. Když pozorujteR analyzuje světlo, které původně pocházelo z hvězdy, ukáže absorpční linie - neodolatelné mezery v určitých frekvencích záření.

Druhý druh spektrální linie je emisní linie. Hvězdné světlo nelze neustále absorbovat plynem, protože světlo obsahuje energii. Spíše je absorbován plynem a poté se znovu objeví. Když je znovu emitováno, světlo obsahuje pouze frekvence, které byly absorbovány plynem. Frekvence emisních linií by se proto měly shodovat s frekvencemi odpovídajících absorpčních linií. To bylo ve skutečnosti ověřeno astronomové pozorující znovu emitované světlo; Dva typy spektrálních linií jsou v podstatě inverze.

Spektrální linie existují, protože světlo emitované prvky a chemikáliemi má kontinuální spektrum frekvencí. Spíše než být homogenní entitou, je viditelné světlove skutečnosti elektromagnetické záření v určitém frekvenčním rozsahu. Záření, které je neviditelné pouhým okem, má také kontinuální rozdělení frekvence, i když je koncentrováno mimo viditelný rozsah. K analýze frekvencí elektromagnetického záření lze použít vědecký nástroj známý jako spektrometr.

Studium těchto řádků může astronomům poskytnout dva důležité informace. Za prvé, s vědomím, které plyny produkují, které absorpční linie, mohou spektrální linie pomoci identifikovat složení planetárních atmosféry. Astronomové tuto techniku ​​použili k charakterizaci atmosféry planet mimo sluneční soustavu. Za druhé, rozpoznatelné vzorce spektrálních linií mohou naznačovat rychlost astronomických objektů - rychlost objektu posune frekvenci jeho záření, včetně spektrálních linií.