Hva er et linjespektrum?

Det elektromagnetiske spekteret, hvorav lys er en brøk, er en kontinuerlig fordeling av bølgelengder som spenner fra ultrafiolett til infrarød stråling. Når elektromagnetisk stråling i form av lys passerer gjennom et materiale, blir visse deler av det absorbert eller sendt ut av mediet. Når man observerer dette lyset gjennom et spektroskop, fremstår disse delene som et linjespektrum - enten fargede utslippslinjer på en mørk bakgrunn eller mørke absorpsjonslinjer på en lys farget bakgrunn.

Når hvitt lys passerer gjennom et diffraksjonsgitter, vises et kontinuerlig lysspekter. Diffraksjonsgitteret har skilt lyset i de forskjellige bølgelengdene, fra fiolett til rødt, i det synlige området. Dette kontinuerlige spekteret gis av glødende faste stoffer, væsker og gasser under høyt trykk. De to mest kjente eksemplene på dette er hvitt lys gjennom et prisme og gjennom vanndråper, som lager en regnbue.

Det er to typer linjespekter: et emisjonsspektrum og et absorpsjonsspektrum. Den første kalles også et lyst linjespektrum og består av noen få fargerike linjer mot en mørk bakgrunn. Hver linje representerer en unik bølgelengde, og hele tingen er unik for det aktuelle elementet. Disse ledningene slippes ut når en lavtrykksgass blir satt i kontakt med en elektrisk utladning.

Et mørkelinjespektrum, eller absorpsjonsspektrum, er akkurat det motsatte - i stedet for lyse linjer på hver bølgelengde på en mørk bakgrunn, har et absorpsjonsspekter mørke linjer med de tilsvarende bølgelengdene på en kontinuerlig bakgrunn. Dette resultatet er hovedfokuset for absorpsjonsspektroskopi, og det lages ved å føre lys gjennom en gass fra elementet som skal analyseres.

Fysiker Niels Bohr introduserte i 1913 sin ide om hvorfor atomspekteret har egenskapene og egenskapene det har. For å gjøre dette, teoretiserte Bohr sin egen modell av atomet, nå kalt Bohr-modellen. Det forutsetter at elektron bare kan eksistere i diskrete baner rundt kjernen, og at bare visse baner er stabile, noe som betyr at elektronet ikke avgir stråling. Stråling sendes imidlertid ut når elektronet beveger seg fra en bane med høyere energi til en lavere bane.

Spektroskopi er analysen av dette fenomenet ved bruk av en maskin som kalles et spektroskop. Ingen to elementer avgir eller absorberer nøyaktig samme linjespekter, så disse observasjonene kan brukes til å bestemme elementene i en prøve. Som et resultat har astronomer begynt å snu spektroskopene sine til stjernene i et forsøk på å bestemme deres sammensetning og hvilken som helst interstellar medium mellom en bestemt stjerne og Jorden.