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天文学研究的中主力研究工具—光谱学原创2019-05-29 21:19·天文在线问:完整的问题因该是究竟什么是光谱绝对黑体的光谱是什么样的不同的物体为什么有不同的光谱什么是光谱学光谱学在科学领域有什么应用为什么天体中不同的元素会发出不同频率的光谱答:物理学家认为光谱其实是由来自许多不同的发光物体发出的光(譬如天空中的星光或者你家中的台灯等等)中不同频率的光线构成的譬如激光就由非常窄的光谱构成的(一束激光几乎完全在同一频率震动)然而太阳却有着非常广阔的光谱构成(太阳光或者说自然光中包含着许多不同频率的光线)至于光谱学则是一门通过观测特定物体发出或者吸收光线的光谱(在某些情况下观测其吸收的它源光线中某些特定频率的光波)从而收集对应信息的学科还有一种令人惊讶的光谱来自于绝对黑体我们称之为黑体光谱黑体光谱中特定频率(v)的光线强度(I)可以由下式给出式中hck分别为普朗克常量光速玻尔兹曼常数仔细看一下该公式会得出一个惊人的结论:方程中唯一的变量就是温度(T)因此黑体的光谱完全由其温度决定许多热源发出光线的光谱可以化简成为近似黑体譬如白炽灯泡、烧的通红的铁水火焰人体行星等都是此类热源这种光源发光的原因是物体内部的原子之间的互相碰撞从而失去能量后以光线的形式溅出来(原子之间的猛烈碰撞可以导致电子的剧烈抖动从而使得这些抖动的电荷发出光波)随着温度的增加黑体光谱的极点向更高频率移动天鹅座的一个双星系统是一个绝佳的两种不同温度物体的例子通过两种颜色表示各自的温度通过分析特定光源的光谱可以得到对于光源的构成温度的信息甚至连光照通路上经过的物体也可以推测出来原子中的电子实际上存在于特定的能级中因此电子在发生能级跃迁时可以通过吸收或者发出特定数值的能量从而吸收或者发出与之对应特定波长的光波某种元素发出的全部光波中不同频率(波长)构成集合称之为其原子光谱左图:亚、氦、氢、汞元素的光谱右图:你可以通过使光线穿过含有不同气体的衍射光栅或者棱镜来辨别其含气种类不同元素的原子核内有不同数目的质子元素质量数越大将意味着更强的电磁引力作用到外部的电子上将会导致这些围绕着原子核转动的电子之间产生一些奇特的、并且异常复杂的非线性相互作用因此不同元素之间电子数目的差异将产生完全不同的光谱在实际分析中除了最简单的氢元素之外其他的元素光谱通常都需要强大的计算机来辅助才能实现准确的计算这里还存在一个与元素发射光谱相对应的概念叫做吸收光谱众所周知CO2(二氧化碳)是重要的温室气体之一这是因为二氧化碳的吸收光谱中红外线的频率占有相当大的比例在太空中看到的太阳的光谱(因为真空环境更干扰较少光谱更为清晰)光谱中的间隙可以判断出太阳的外层有什么气体因此通过光谱分析可以快速得出光源的化学构成并且经过仔细分析测量光谱中每条线(通过光学手段分离出不同频率的光波)的亮度甚至可以分析出不同化学元素的比例更神奇的是全宇宙中任何原子的光谱都是相同的因此当我们观察到某颗天体光谱中的来自于氢元素光谱线随着时间向整体向低频方向移动(光谱中渐趋于最清晰并且最明显的一条)时根据多普勒效应解释该现象可以推测该天体在不断的远离我们这种被观测天体的光谱中红色线条渐变为更深的现象也称之为红移现象通过对某些地球上的物质样本进行光谱分析可以快速确定样本成分及构成比譬如我们可以通过在太空中观测并分析被大气过滤后太阳光光谱的方法快速检测大气中的臭氧浓度水蒸气浓度(湿度)甚至还可以用来测空气污染中微粒的尺寸然而由于在实践中有许多更好的方法(化学方法)来替代上述过程因此除了在一小部分领域光谱分析技术并不是非常流行值得一提的是雷达枪及红外线测温仪本质上都是一个具有特定并且单一功能的光谱分析仪然而到了天文学领域光谱学便有了广阔的应用因为天文学家们并没有什么更好的研究工具替代它动物学家可以去闻标本的味道电气工程师能体验到电击然而天文学家只能死死的凝望天空以及测量光谱即便对于未知行星的发现也是通过观测该行星围绕其母恒星转动时所引发的母星位移时导致其光线发生红移和蓝移来发实现的而对于太空中的许多星云和气团的发现则是通过观察其他天体发出的光线透过这些物质时产生的吸收光谱来实现的并且实际上所有的我们所了解的对于太阳系外(任何超出了快看那个星星)的知识都是基于观谱学技术发现的参考资料1.WJ百科全书2.天文学名词3. askamathematician- The Physicist如有相关内容侵权请于三十日以内联系作者删除转载还请取得授权并注意保持完整性和注明出处

7月12日,泰国曼谷警方称一中国女子失踪数日,并公布该女子最后露面的监控视频。特别是一些临街的二楼房源,更是成为“滞销品”。

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《网(奥补苍驳)红(贬辞苍驳)老(尝补辞)人(搁别苍)鞋(齿颈别)竟(闯颈苍驳)成(颁丑别苍驳)“坑(碍别苍驳)老(尝补辞)鞋(齿颈别)”,85%批(笔颈)次(颁颈)检(闯颈补苍)出(颁丑耻)致(窜丑颈)癌(础颈)物(奥耻),良(尝颈补苍驳)心(齿颈苍)何(贬别)在(窜补颈)?》

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提(罢颈)到(顿补辞)缅(惭颈补苍)甸(顿颈补苍),它(罢补)在(窜补颈)人(搁别苍)们(惭别苍)的(顿别)心(齿颈苍)里(尝颈)一(驰颈)直(窜丑颈)是(厂丑颈)地(顿颈)狱(驰耻)一(驰颈)般(叠补苍)的(顿别)存(颁耻苍)在(窜补颈)。

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10、赵心怡

发布于:安化县
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