szinkep_1

Az izzó szilárd anyagok fényt bocsátanak ki. Ezeknek a színeknek a színképe folytonos, nem úgy, mit a gázoknál és gőzöknél.

színképelemzés vagy spektrumanalízis az összetevőire bontott elektromágneses sugárzás, a színkép vizsgálatát jelenti. A színképelemzéssel foglalkozó tudományágat spektroszkópiának nevezzük.

 

A csillagok atmoszférájának az összetételére és a fizikai állapotára vonatkozó ismereteinket a csillagászati színképelemzés eredményei tették lehetővé. (Az általános értelemben vett színképelemzéshez lásd: Spektroszkópia.)

A csillagászati színképelemzés során megvizsgálják az egyes hullámhossz-tartományok intenzitását, erősségét ill. fényességét, továbbá az ún. Fraunhofer-vonalak helyzetét és szélességét. Ez utóbbiakat a földi anyagok színképelemzési eredményeivel összehasonlítva bizonyos elemeknek és vegyületeknek a csillag légkörében való előfordulására következtethetünk. A fényintenzitás folytonos színképbeli eloszlása a hőmérséklettől és az anyagi összetételtől függ, így ebből meghatározható a csillagok egyik legfontosabb tulajdonsága, a felszíni hőmérséklet.Színképelemzés (Spectroscopy)

A színképvonalak Doppler-eltolódásának vizsgálatával információt nyerhetünk a csillag látóirányú (radiális)   sebességéről, majd ebből közvetve – kettős vagy többesrendszer esetén – a rendszer tagjainak tömegére és egyéb fizikai tulajdonságaira következtethetünk.

A Fraunhofer által megfigyelt spektrumvonalak közül a legjelentősebbek (köztük a híres Na-dublett)

 

 

Fraunhofer- jelölésHullámhossz (nm)A vonal kémiai eredeteEkvivalens szélesség (pm)
A759,370atmoszférikus O2
B686,719atmoszférikus O2
C656,281hidrogén alfa (Hα)402,0
D1589,592semleges nátrium (Na I)56,4
D2588,995semleges nátrium (Na I)75,2
E527,039semleges vas (Fe I) 
F486,134hidrogén béta (Hβ)368,0
G431,42CH molekula 
H396,847ionizált kalcium (Ca II)1546,7
K393,368ionizált kalcium (Ca II)2025,3
L382,044vas 
N358,121vas 
P336,112ionizált titán 
T302,108vas  

 

Színképelemzés (Spectroscopy)A spektroszkópia tudományág kialakulása Newton 1666-os kísérletére vezethető vissza, amikor napszínképet állított elő prizma segítségével. Felfedezéséről és észrevételeiről az 1704-ben megjelent Optika című művében írt, ahol tisztázta a színek természetét, és az úgynevezett törésmutató hullámhossztól való függését.

A XVIII. század elején többen (Descartes, Hook, Herschel) is elvégezték ugyanezt a kísérletet. A jelenség behatóbb tanulmányozásához Wollaston (1766-1828) rést is alkalmazott a kísérleteinél, s első ízben felfedezte a napszínkép abszorpciós (elnyelési) vonalait. Szám szerint 7 spektrumvonalat figyelt meg – köztük a Na-dublettet -, jelentőségüket azonban nem ismerte fel.

Ezt egy német optikus, Fraunhofer (1787-1826) tette meg, aki – távcsőhöz csatolva diszperzív optikai elemet – a Nap spektrumában mintegy 600, mai néven Fraunhofer-vonalat talált; melyek közül 350-nek a pontos pozícióját is meghatározta, kiszámítva az általuk letakart színek törésmutatóját. Ezzel 1814-ben megszületett a csillagászati spektroszkópia.

 

Fraunhofer felfedezésével egy időben, 1823-ban, W. H. Fox Talbot és John Herschel (William Herschel fia) különféle elemekkel festett lángok színképét vizsgálták, és utaltak rá, hogy ez alapján kémiai analízis végezhető.Színképelemzés (Spectroscopy)4

Brewster 1832-ben felfedezte, hogy a Fraunhofer-féle vonalak földi fényforrással is előállíthatók. A salétromsav gőzén átbocsátott napfény színképében mintegy 2000 vonalat számlált meg. Azt is megfigyelte, hogy a vonalak száma nő, ha növeljük a gázréteg vastagságát, sűrűségét vagy hőmérsékletét. E kísérletei nyomán Brewster úgy gondolta, hogy a Nap fehér fényéből a Föld légköre szűr ki bizonyos színeket, és ezek helyén észleljük a Fraunhofer-féle vonalakat.

1849-ben Foucault különféle eredetű színképek vizsgálatával szintén egy alapvető felismerésre jutott: a spektrum abszorpciós vagy emissziós volta attól függ, hogy a fény közvetlenül a fényforrásból érkezik hozzánk, vagy a fényforrást elhagyva egy adott anyagon haladt át. 1859-ben Foucault, és Bunsen (1811-1899) eredményeit felhasználva Kirchhoff (1824-1887) felállította a klasszikus spektrumanalízis 3 alaptörvényét.