האור שהאטומים מפטרים מורכב מאורכי גל ספציפיים, המכונים קווים; שנצפו על ידי ספקטרוסקופ, הקווים הם, באופן קולקטיבי, ספקטרום אטומי.
ביתר פירוט ...
באטום, לאלקטרונים אנרגיות ספציפיות ונפרדות. כאשר אלקטרונים עוברים ('קופץ') מרמת אנרגיה אחת לאחרת, הוא פולט (אם עובר מדרגה גבוהה יותר למטה) או קולט (להפך) אור - פוטון - עם אורך גל ספציפי. בכל מערכת תנאים נתונה (לחץ, טמפרטורה, חוזק שדה מגנטי וכו '), אוסף כל אותם אורכי גל ספציפיים הוא ספקטרום האטום ... אז ספקטרום אטומי הוא ספקטרום האטומים!
מכיוון שרמות האנרגיה האלקטרונית האטומית הינן ייחודיות לכל יסוד, ניתן להשתמש בקווים בספקטרום (פליטה או ספיגה) לזיהוי היסודות הקיימים במקור (כוכב, נניח) או גז בין המקור לנו (למשל הכוכבי הבין-כוכבי בינוני). כמובן שלגבי אובייקט אקסטרגלאקטי - קוואזאר, אולי - אתה זקוק ליותר משורה אחת כדי לזהות זיהוי מסוים ... מכיוון שהיקום מתרחב (וכך אינך יודע כמה רק קו אחד יכול היה להסיט מחדש).
המעברים האלקטרוניים הקלים באטומים שמייצרים אולי אינם נמצאים בחלק הוויזואלי של הספקטרום האלקטרומגנטי, אך עבור אטומים שהם ניטרליים או שאיבדו אלקטרונים אחד או שניים בלבד (כן, 'ספקטרום אטומי' מתייחס גם לספקטרום הקווים של יונים!) , רוב הקווים נמצאים ב- UV, חזותי או קרוב לאינפרא אדום. עבור אטומים מיוננים מאוד, הקווים נמצאים באזור ה- UV או הרנטגן הקיצוני.
מכיוון שהעוצמה היחסית של הקווים בספקטרום אטומי משתנה עם הטמפרטורה, ניתוח הקווים בספקטרום של כוכב (נניח) יכול לתת אומדן לטמפרטורת פני הכוכב (פוטוספרה). רוחב הקווים תלוי בלחץ הגז; מבנה הקווים תלוי בעוצמת השדה המגנטי; ה ... (אתה מבין את הרעיון) - ספקטרום אטומי הם חלון נפלא לתנאים הפיזיים של מקומות רחוקים, רחוקים!
מחפש עוד? בדף האינטרנט הזה של אוניברסיטת אורגון יש תיאור טוב, קצר, של ספקטרום אטומי; המודלים האטומיים והספקטרום של מעבדת הפיזיקה מכסים את ההקשר ההיסטורי וקצת יותר מהתיאוריה.
מכיוון שספקטרום אטומי ממלא תפקיד כה חיוני באסטרונומיה אופטית, אין פלא שיש כל כך הרבה מאמרים על מגזין החלל הכוללים ספקטרום אטומי! להלן בחירה אקראית: מחקר חדש מצא כי כוח היסוד לא השתנה לאורך זמן, שפיצר מגלה אזור המגלם המוקדם של הגלקסיה ואת הערפילית המוזרה סביב אטה קרינה.
פרק אסטרונומיה שחקנים רמות אנרגיה וספקטרה עוסק בספקטרום אטומי. פרקים אחרים של אסטרונומיה שחקנים ששווה להאזין להם, ביחס לספקטרום אטומי, כוללים אסטרונומיה אופטית ו- In Search of Worlds.
מקורות:
היפרפיסיקה של GSU
NIST
