Che cos'è uno spettro di linee?
Lo spettro elettromagnetico, di cui la luce è una frazione, è una distribuzione continua di lunghezze d'onda che vanno dalla radiazione ultravioletta a quella infrarossa. Quando le radiazioni elettromagnetiche sotto forma di luce attraversano un materiale, alcune parti di esso vengono assorbite o emesse dal mezzo. Quando si osserva questa luce attraverso uno spettroscopio, queste parti appaiono come uno spettro di linee: linee di emissione dai colori vivaci su uno sfondo scuro o linee di assorbimento scure su uno sfondo dai colori vivaci.
Quando la luce bianca passa attraverso una griglia di diffrazione, appare uno spettro continuo di luce. La griglia di diffrazione ha separato la luce nelle sue diverse lunghezze d'onda, dal viola al rosso, nell'intervallo visibile. Questo spettro continuo è emesso da solidi incandescenti, liquidi e gas ad alta pressione. I due esempi più noti di questo sono la luce bianca attraverso un prisma e attraverso gocce d'acqua, che formano un arcobaleno.
Esistono due tipi di spettro di linee: uno spettro di emissione e uno spettro di assorbimento. Il primo è anche chiamato uno spettro di linee luminose ed è costituito da alcune linee colorate su uno sfondo scuro. Ogni linea rappresenta una lunghezza d'onda unica e l'intera cosa è unica per quel particolare elemento. Queste linee vengono emesse quando un gas a bassa pressione viene messo in contatto con una scarica elettrica.
Uno spettro di linea scura, o spettro di assorbimento, è esattamente l'opposto - invece di linee luminose ad ogni lunghezza d'onda su uno sfondo scuro, uno spettro di assorbimento ha linee scure alle corrispondenti lunghezze d'onda su uno sfondo continuo. Questo risultato è l'obiettivo principale della spettroscopia di assorbimento e viene creato facendo passare la luce attraverso un gas dell'elemento da analizzare.
Il fisico Niels Bohr presentò nel 1913 la sua idea del perché lo spettro atomico avesse le caratteristiche e le proprietà che aveva. Per fare ciò, Bohr teorizzò il suo modello di atomo, ora chiamato modello di Bohr. Presuppone che gli elettroni possano esistere solo in orbite discrete attorno al nucleo e che solo determinate orbite siano stabili, il che significa che l'elettrone non emette radiazioni. La radiazione viene emessa, tuttavia, quando l'elettrone si sposta da un'orbita a energia superiore a un'orbita inferiore.
La spettroscopia è l'analisi di questi fenomeni utilizzando una macchina chiamata spettroscopio. Nessun due elementi emettono o assorbono lo stesso spettro di linee, quindi queste osservazioni possono essere utilizzate per determinare gli elementi in un campione. Di conseguenza, gli astronomi hanno iniziato a trasformare i loro spettroscopi verso le stelle nel tentativo di determinare la loro composizione e quella di qualsiasi mezzo interstellare tra una particolare stella e la Terra.