神奇光譜分析,讓我們得知遙遠星球的運動信息,及其物質的組成

2020-12-03 未來科普君

神奇光譜分析,讓我們得知遙遠星球的運動信息,及其物質的組成

氦元素最早是從太陽上發現的,太陽距離我們如此的遙遠,我們怎麼知道它的元素構成呢?

這是因為各元素的原子都有特定的光譜,我們通過對太陽光譜進行分析,然後與各種原子的光譜對照,就可以鑑別和發現元素。可以用作光譜分析的原子光譜主要有兩種:一種是明線光譜,它是稀薄氣體發光直接產生的;另外一種是吸收光譜,它是當白光通過物質時,某些波長的光被物質吸收後產生的。

實驗表明:原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該原子的明線光譜中的一條明線相對應。即原子只能釋放出某種特定頻率的光,也只能吸收某種特定頻率的光,而且釋放的光和吸收的光的頻率是相同的。

光譜分析十分靈敏,即便某種元素在物體中的含量只有三百萬分之一毫克,也足以將它的譜線顯示出來。於是人們就利用光譜分析來檢測物體是不是達到純度的要求,這一點對於半導體材料顯得尤為重要。

光譜分析還廣泛地被應用於天文學上。人們在研究星球運動時,把運動恆星光譜線與太陽這種不運動的光譜進行比較,可以顯示出這些微小的頻率改變。根據光的都卜勒效應,如果光譜向紅端移動(即頻率變小,波長變長),則說明恆星在遠離我們;如果光譜向紫外線端移動(即頻率變大,波長變短),則說明恆星在向我們奔來。

1868年,英國天文學家哈金斯通過對天狼星光譜中氫譜線的分析,發現該譜線出現了紅移,由此求出了天狼星以47km/s的速度遠離我們而去。另外,光譜分析還幫助我們得知遙遠星球的化學組成。

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