原子が放出する光は、ラインと呼ばれる特定の波長で構成されています。分光器で観測された線は、まとめて原子スペクトルです。
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原子では、電子には特定の離散的なエネルギーがあります。電子が1つのエネルギーレベルから別のエネルギーレベルに遷移(「ジャンプ」)すると、離散した特定の波長の光(光子)を放出(高いレベルから低いレベルに移動する場合)または吸収(その逆)します。与えられた一連の条件(圧力、温度、磁場強度など)において、これらすべての特定の波長のコレクションは原子のスペクトルです…したがって、原子スペクトルは原子のスペクトルです!
原子の電子エネルギーレベルは各元素に固有であるため、スペクトルの線(放出または吸収)を使用して、発生源(星など)または発生源と私たちの間のガス(星間など)に存在する元素を特定できます。中)。もちろん、銀河系外のオブジェクト(クエーサーなど)の場合、特定の識別を行うには複数のラインが必要です…宇宙が拡大しているためです(したがって、どれだけのラインが赤方偏移されているかわかりません)。
生成される原子の軽い電子遷移は、電磁スペクトルの視覚的な部分にはない場合がありますが、中性であるか、1つまたは2つの電子しか失っていない原子の場合(はい、「原子スペクトル」はイオンの線スペクトルも指します!) 、ほとんどの線はUV、可視、または近赤外線です。高度にイオン化された原子の場合、線は極端なUVまたはX線領域にあります。
原子スペクトルの線の相対強度は温度によって変化するため、星のスペクトル(たとえば)の線を分析すると、星の表面(光球)の温度を推定できます。ラインの幅はガスの圧力に依存します。線の構造は磁場の強さに依存します。 …(アイデアがわかります)–原子スペクトルは、遠く離れた場所の物理的状態を示す素晴らしい窓です。
もっとお探しですか?このオレゴン大学のWebページには、原子スペクトルの優れた簡潔な説明があります。 Physics LabのAtomic Models and Spectraは、歴史的背景と理論のもう少しをカバーしています。
原子スペクトルは光学天文学で非常に重要な役割を果たしているので、原子スペクトルに関するスペースマガジンの記事がこれほど多くあるのも不思議ではありません。これはランダムな選択です。新しい研究によると、基本的な力は時間とともに変化していません。スピッツァーが初期の銀河形成領域を発見し、エタカリナ周辺の奇妙な星雲を発見しました。
天文学のキャストエピソードのエネルギーレベルとスペクトルは、すべて原子スペクトルに関するものです。原子スペクトルに関して、聞く価値のあるその他の天文学キャストのエピソードには、光学天文学や異世界の探求が含まれます。
出典:
GSUハイパーフィジックス
NIST