Was ist Spektroskopie?
Spektroskopie ist die Untersuchung des Lichts, wenn sie in seine konstituierenden Farben einbricht. Durch die Untersuchung dieser verschiedenen Farben kann man eine beliebige Anzahl von Eigenschaften des untersuchten Objekts bestimmen, da die Farben des Lichts die Energiezustände widerspiegeln. Technisch gesehen befasst sich die Spektroskopie mit der Wechselwirkung zwischen Materie und Strahlung. Es wird verwendet, um Verbindungen in der Chemie zu analysieren, um zu bestimmen, welche verschiedenen Elemente etwas ausmachen, und wird auch in der Astronomie verwendet, um Einblick in die Zusammensetzung und die Geschwindigkeiten astronomischer Körper zu erhalten. Einige Hauptabteilungen umfassen Massenspektrometrie, Elektronenspektroskopie, Absorptionsspektroskopie, Emissionsspektroskopie, Röntgenspektroskopie und elektromagnetische Spektroskopie. Es gibt jedoch auch viele andere Arten von SpektroskopieRoskopie zum Beispiel bombardieren Röntgenstrahlen eine Substanz. Wenn sie es treffen, sind die Elektronen in den inneren Hülle der Atome angeregt und dann die Strahlung aus emittieren. Diese Strahlung erscheint je nach Atom bei unterschiedlichen Frequenzen, und es gibt nur geringfügige Abweichungen von den vorhandenen chemischen Bindungen. Dies bedeutet, dass die Strahlung untersucht werden kann, um festzustellen, welche Elemente vorhanden sind, in welchen Mengen und welche chemischen Bindungen existieren.
In der Astronomie kann Spektroskopie verwendet werden, um eine Vielzahl von Dingen über die Zusammensetzung von Sternen und anderen himmlischen Körpern zu bestimmen. Dies liegt daran, dass Licht eine Welle ist und verschiedene Energien unterschiedliche Wellenlängen haben. Diese verschiedenen Wellenlängen korrelieren mit verschiedenen Farben, die mit Teleskopen beobachtet werden können. Die Spektroskopie beinhaltet die Betrachtung der verschiedenen Farben und die Verwendung dessen, was über die Energien verschiedener Prozesse und Elemente bekannt istBauen Sie eine Karte dessen, was passiert, Tausende Millionen Lichtjahre entfernt.
Es gibt zwei Hauptspektren von Licht, die in der astronomischen Spektroskopie betrachtet werden: kontinuierlich und diskret. Ein kontinuierliches Spektrum hat eine breite Palette von Farben, die relativ kontinuierlich sind. Ein diskretes Spektrum hingegen hat bestimmte Spitzen von sehr hellen oder sehr dunklen Linien an bestimmten Energien. Diskrete Spektren mit hellen Spikes werden als Emissionsspektren bezeichnet, während diejenigen mit dunklen Spikes als Absorptionsspektren bezeichnet werden.
Die kontinuierlichen Spektren werden von Dingen wie Sternen und Dingen auf der Erde wie Feuer, Tiere oder Glühbirnen emittiert. Da Energie über das Spektrum der Wellenlängen freigesetzt wird, erscheint sie ziemlich kontinuierlich, obwohl es innerhalb des Spektrums Peaks und Trogs geben kann. Nicht all dieses Licht ist natürlich für das bloßende Auge sichtbar, ein Großteil davon existiert im Infrarot- oder Ultraviolettenbereich.
diskrete Spektren hingegen werden normalerweise durch verursacht durchetwas, das von einem bestimmten Atom passiert. Dies liegt daran, dass Elektronenwolken aufgrund bestimmter Regeln der Quantenmechanik eine sehr spezifische Energie haben, abhängig vom zugehörigen Atom. Jedes einzelne Element hat nur eine Handvoll Energieniveaus, die es haben kann, und fast alle sind leicht zu identifizieren. Gleichzeitig wollen diese Elemente immer auf diese grundlegenden Energieniveaus zurückkehren. Wenn sie also in irgendeiner Weise aufgeregt sind, emittieren sie die zusätzliche Energie als Licht. Dieses Licht hat die genaue Wellenlänge, die man für dieses Atom erwarten würde, sodass Astronomer den Lichtpeak betrachten und erkennen, was Atome involviert sind, und dazu beitragen, die Geheimnisse der Zusammensetzung des Universums zu entsperren.