Các vạch phổ Fraunhofer
1814
Joseph von Fraunhofer (1787–1826)
Mỗi quang phổ thường thể hiện sự biến thiên cường độ bức xạ của một vật ở những bước sóng khác nhau. Các vạch sáng trong quang phổ nguyên tử xuất hiện khi các electron rơi từ các mức năng lượng cao xuống các mức năng lượng thấp hơn. Màu sắc của vạch phổ phụ thuộc vào hiệu năng lượng giữa các mức, và các giá trị nhất định cho các mức năng lượng là giống hệt nhau đối với các nguyên tử thuộc cùng một loại. Các vạch tối hấp thụ trong quang phổ có thể xảy ra khi một nguyên tử hấp thụ ánh sáng và electron nhảy lên một mức năng lượng cao hơn.
Bằng cách khảo sát quang phổ hấp thụ hoặc phát xạ, chúng ta có thể xác định các nguyên tố hóa học nào tạo ra quang phổ đó. Vào những năm 1800, các nhà khoa học để ý thấy quang phổ của bức xạ điện từ của Mặt Trời không phải là một đường cong mượt mà từ màu này sang màu khác; thay vậy, nó chứa vô số vạch tối, cho thấy ánh sáng đang bị hấp thụ ở những bước sóng khác nhau. Các vạch tối này được gọi là các vạch phổ Fraunhofer, mang tên nhà vật lí Đức Joseph von Fraunhofer, người ghi được chúng.
Một số độc giả có thể thấy dễ dàng hình dung cách Mặt Trời tạo ra một phổ bức xạ, song thật khó hình dung cách nó tạo ra các vạch tối. Lẽ nào Mặt Trời có thể hấp thụ ánh sáng của riêng nó?
Bạn có thể nghĩ về các sao là những quả cầu khí bốc lửa chứa nhiều nguyên tử khác nhau phát ra ánh sáng trong một phạm vi màu sắc. Ánh sáng đến từ bề mặt của một sao – quang quyển – có một phổ màu sắc liên tục, nhưng khi ánh sáng truyền qua khí quyển phía ngoài của ngôi sao, một số màu sắc (tức là ánh sáng ở những bước sóng khác nhau) bị hấp thụ. Sự hấp thụ này là cái tạo ra các vạch tối. Ở các sao, các màu bị mất, hay các vạch tối hấp thụ, cho chúng ta biết chính xác các nguyên tố hóa học nào có mặt trong khí quyển phía ngoài của sao.
Các nhà khoa học đã lập danh mục vô số bước sóng bị mất trong quang phổ của Mặt Trời. Bằng cách so sánh các vạch tối đó với các vạch phổ được tạo ra bởi các nguyên tố hóa học trên Trái Đất, các nhà thiên văn đã tìm thấy hơn bảy mươi nguyên tố trên Mặt Trời. Lưu ý rằng, hàng thập niên sau này, các nhà khoa học Robert Bunsen và Gustav Kirchhoff đã nghiên cứu quang phổ phát xạ của các nguyên tố bị nung nóng và đã tìm thấy cesium vào năm 1860.
XEM THÊM. Lăng kính Newton (1672), Phổ Điện từ (1864), Máy đo phổ khối (1898), Bremsstrahlung (1909), Sự tổng hợp hạt nhân sao (1946).
Quang phổ mặt trời nhìn thấy với các vạch Fraunhofer. Trục y biểu diễn bước sóng ánh sáng, bắt đầu từ 380 nm ở trên cùng và kết thúc tại 710 nm ở dưới cùng.
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
