Was sind Spektrallinien?
Spektralleitungen sind Lücken in der gewöhnlich kontinuierlichen Verteilung der Häufigkeit bei Licht.Sie resultieren, wenn emittiertes Licht teilweise von Materie absorbiert wird, normalerweise ein Gas.Eine Art von Spektrallinie ist eine Absorptionslinie, die verursacht wird, wenn einige Lichtfrequenzen aus emittierter Strahlung absorbiert werden.Eine Emissionslinie hingegen ist bei Licht zu sehen, das absorbiert und dann wieder emporiert wurde.Spektrallinien können Astronomen Hinweise auf die Zusammensetzung und Geschwindigkeit astronomischer Objekte geben.
Die erste der beiden Arten von Spektrallinien sind Absorptionsleitungen.Absorptionslinien treten auf, wenn Licht von einem Objekt wie einem Stern emittiert wird, und durchläuft dann ein Gas, bevor er einen Beobachter erreicht.In diesem Fall wird Licht von einem heißen Stern stark über einen breiten Frequenzbereich ausgestrahlt.Mit anderen Worten, es wird ein kontinuierliches Strahlungsspektrum haben.Wenn es jedoch durch ein kaltes Gas verläuft, kann Licht mit bestimmten Frequenzen vom Gas absorbiert werden.Wenn ein Beobachter das Licht analysiert, das ursprünglich aus dem Stern stammte, zeigt er Absorptionsleitungen und markierbare Lücken bei bestimmten Strahlungsfrequenzen.
Die zweite Art der Spektrallinie ist eine Emissionslinie.Starlight kann nicht kontinuierlich von einem Gas absorbiert werden, da das Licht Energie enthält.Vielmehr wird es vom Gas absorbiert und dann zu einem späteren Zeitpunkt wieder aufgenommen.Wenn es wieder emittiert wird, enthält das Licht nur die Frequenzen, die vom Gas absorbiert wurden.Daher sollten die Frequenzen von Emissionsleitungen mit den Frequenzen entsprechender Absorptionsleitungen übereinstimmen.Dies wurde tatsächlich von Astronomen überprüft, die wieder aufgenommenes Licht beobachten;Die beiden Arten von spektralen Linien sind im Wesentlichen um Inversen voneinander.
Spektrallinien existieren, weil das durch Elemente und Chemikalien emittierte Licht ein kontinuierliches Frequenzspektrum aufweist.Anstatt eine homogene Einheit zu sein, ist sichtbares Licht tatsächlich eine elektromagnetische Strahlung innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs.Die Strahlung, die für das bloße Auge unsichtbar ist, hat auch eine kontinuierliche Frequenzverteilung, obwohl sie außerhalb des sichtbaren Bereichs konzentriert ist.Ein als Spektrometer bekanntes wissenschaftliches Instrument kann verwendet werden, um die Frequenzen der elektromagnetischen Strahlung zu analysieren.
Das Studium dieser Linien kann den Astronomen zwei wichtige Informationen geben.Zunächst können Spektrallinien mit Kenntnis, welche Gase die Absorptionslinien produzieren, dazu beitragen, die Zusammensetzung der Planetenatmosphären zu identifizieren.Astronomen haben diese Technik verwendet, um die Atmosphäre von Planeten außerhalb des Sonnensystems zu charakterisieren.Zweitens können erkennbare Muster von Spektrallinien die Geschwindigkeit astronomischer Objekte mdash anzeigen; die Geschwindigkeit eines Objekts verändert die Frequenz seiner Strahlung, einschließlich Spektrallinien.