原子发出的光由特定波长组成,称为线;通过分光镜观察,这些谱线统称为原子光谱。
更详细…
在原子中,电子具有特定且离散的能量。每个原子中的能态(或能级)比电子多得多。当电子从一个能级跃迁(“跳跃”)到另一个能级时,它会发射(如果从高能级到低能级)或吸收(反之亦然)光——光子——具有离散的特定波长。在任何给定的条件下(压力、温度、磁场强度等),所有这些特定波长的集合就是原子的光谱……所以原子光谱就是原子的光谱!
由于每个元素的原子电子能级都是独一无二的,光谱中的谱线(发射或吸收)可用于识别源(例如恒星)或源与我们之间的气体(例如星际中等的)。当然,对于一个河外天体——也许是类星体——你需要不止一条线来进行确定……因为宇宙正在膨胀(所以你不知道只有一条线红移了多少)。
原子中产生的光电子跃迁可能不在电磁波谱的视觉部分,但对于中性或仅失去一两个电子的原子(是的,“原子谱”也指离子的线谱!) ,大多数谱线在紫外线、可见光或近红外线中。对于高度电离的原子,这些线位于极端紫外线或 X 射线区域。
由于原子光谱中谱线的相对强度随温度变化,因此对恒星光谱中的谱线进行分析(例如)可以估算出恒星表面(光球层)的温度。线条的宽度取决于气体的压力;线的结构取决于磁场强度; ……(你懂的)——原子光谱是了解很远很远地方物理条件的绝佳窗口!
寻找更多?俄勒冈大学的这个网页对原子光谱有很好的、简短的描述;和物理实验室的 原子模型和光谱 涵盖了历史背景和更多的理论。
由于原子光谱在光学天文学中起着如此重要的作用,难怪《今日宇宙》中有这么多涉及原子光谱的文章!这是一个随机选择: 新研究发现基本力量没有随着时间的推移而改变 , 斯皮策发现早期星系形成区 , 和 Eta Carinae周围的奇怪星云 .
天文学演员集 能级和光谱 都是关于原子光谱的。关于原子光谱的其他天文学演员剧集非常值得一听,包括 光学天文学 和 寻找其他世界 .
资料来源:
GSU超物理学
美国国家标准技术研究所