Lumina care emite atomii este alcătuită din lungimi de undă specifice, numite linii; observate de un spectroscop, liniile sunt, colectiv, spectre atomice.
In detaliu …
Într-un atom, electronii au energii specifice și discrete. Când un electron tranziționează („sare”) de la un nivel de energie la altul, emite (dacă trece de la un nivel superior la unul inferior) sau absoarbe (invers) lumina - un foton - cu o lungime de undă discretă și specifică. În orice set de condiții (presiune, temperatură, rezistența câmpului magnetic etc.), colectarea tuturor acestor lungimi de undă specifice este spectrul atomului ... deci spectrele atomice sunt spectrele atomilor!
Deoarece nivelurile de energie a electronilor atomici sunt unice pentru fiecare element, liniile dintr-un spectru (emisie sau absorbție) pot fi utilizate pentru a identifica elementele prezente în sursă (o stea, să zicem) sau gazul dintre sursă și noi (de exemplu, interstelular mediu). Desigur, pentru un obiect extragalactic - poate un quasar - ai nevoie de mai multe linii pentru a face o anumită identificare ... deoarece universul se extinde (și deci nu știi cât de mult o linie ar putea fi redshifted).
Tranzițiile electronice ușoare în atomi produce poate să nu fie în partea vizuală a spectrului electromagnetic, dar pentru atomii neutri sau au pierdut doar unul sau doi electroni (da, „spectre atomice” se referă și la spectrul liniar al ionilor!) , majoritatea liniilor se află în infraroșu UV, vizual sau aproape de infraroșu. Pentru atomii puternic ionizați, liniile se găsesc în regiunea ultraviolete sau în raze X.
Deoarece intensitatea relativă a liniilor dintr-un spectru atomic variază cu temperatura, analiza liniilor din spectrul unei stele (să zicem) poate oferi o estimare a temperaturii suprafeței stelei (fotosfera). Lățimea liniilor depinde de presiunea gazului; structura liniilor depinde de puterea câmpului magnetic; ... (vă faceți ideea) - spectrele atomice sunt o fereastră minunată în condițiile fizice ale unor locuri îndepărtate!
Căutați mai multe? Această pagină web a Universității din Oregon are o descriere bună, sumară, a spectrelor atomice; Modelele și spectrele atomice și Physics Lab acoperă atât contextul istoric, cât și un pic mai mult din teorie.
Întrucât spectrele atomice joacă un rol atât de vital în astronomia optică, nu este de mirare că există atât de multe articole din Space Magazine care implică spectre atomice! Iată o selecție aleatorie: noul studiu Găsiți forța fundamentală nu s-a schimbat de-a lungul timpului, Spitzer descoperă regiunea care formează galaxia timpurie și nebuloasa ciudată în jurul Eta Carinae.
Episodul Astronomy Cast Niveluri de energie și spectre se referă la spectre atomice. Alte episoade din Astronomie, care merită ascultate, în ceea ce privește spectrele atomice, includ astronomia optică și Căutarea altor lumi.
surse:
Hiperfizica GSU
NIST
