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科普:夫琅禾费线

精确观测气体发光早在欧洲实验室中已有150年的历史了,许多人坚信其中隐含着院子的秘密。可是如何破译这些大量的信息,这是一个挑战!

1752年,苏格兰物理学家迈尔维将装有不同气体的容器进行加热,然后对发射出来的光线进行研究。这是记载的最早研究光谱的实验。迈尔维的发现令人惊讶,加热气体发出的光线通过棱镜得到的光谱,和发热的固体的那种类似于彩虹的光谱截然不同。

1.发射谱

通过狭缝实验,加热气体的光谱包含不同的亮线,每一根都固定在光谱的某个颜色区,不同气体有着不同的光谱。

2.吸收谱

在实验过程中,屏上连续亮谱背景下出现一系列暗线。经确认,冷却的或是未激发的气体吸收的光的频率和该气体加热时发出的光的频率完全相同。气体能态之间存在着确定的特征,它们可以往复吸收和放出同等的能量。

所有这些都令人既感到振奋又鼓舞。1814年夫琅禾费建造了第一台光谱仪,它由一条狭缝和一台望远镜组成,望远镜聚焦的位置在棱镜的窄端。之后他用这台光谱仪去观测太阳的光谱。

太阳光谱中这些暗线被称为夫琅禾费线,它是天体物理光谱学的基础。

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