Que sont les lignes spectrales?

Les lignes spectrales sont des lacunes dans la distribution de fréquence normalement continue de la lumière.Ils se traduisent lorsque la lumière émise est partiellement absorbée par la matière, généralement un gaz.Un type de ligne spectrale est une ligne d'absorption, qui est causée lorsque certaines fréquences de lumière sont absorbées par le rayonnement émis.Une ligne d'émission, en revanche, peut être vue dans la lumière qui a été absorbée puis réémitée.Les lignes spectrales peuvent donner des indices d'astronomes sur la composition et la vitesse des objets astronomiques.

Le premier des deux types de lignes spectrales est les lignes d'absorption.Les lignes d'absorption se produisent lorsque la lumière est émise par un objet, comme une étoile, puis passe par un gaz avant d'atteindre un observateur.Dans ce cas, la lumière d'une étoile chaude sera fortement émise sur un large éventail de fréquences;En d'autres termes, il aura un spectre continu de rayonnement.S'il passe à travers un gaz frais, cependant, la lumière avec certaines fréquences peut être absorbée par le gaz.Lorsqu'un observateur analyse la lumière, qui provenait à l'origine de l'étoile, il montrera des lignes d'absorption et des lacunes notables dans certaines fréquences de rayonnement.

Le deuxième type de ligne spectrale est une ligne d'émission.La lumière des étoiles ne peut pas être absorbée continuellement par un gaz car la lumière contient de l'énergie.Il est plutôt absorbé par le gaz puis réémis à un moment ultérieur.Lorsqu'il est réémis, la lumière ne contient que les fréquences absorbées par le gaz.Par conséquent, les fréquences des lignes d'émission doivent correspondre aux fréquences des lignes d'absorption correspondantes.En fait, cela a été vérifié par les astronomes observant la lumière rééminée;Les deux types de lignes spectrales sont essentiellement des inverses les uns des autres.

Les lignes spectrales existent car la lumière émise par les éléments et les produits chimiques a un spectre continu de fréquences.Plutôt que d'être une entité homogène, la lumière visible est en fait un rayonnement électromagnétique dans une certaine plage de fréquences.Le rayonnement invisible à l'œil nu a également une distribution de fréquence continue, bien qu'elle soit concentrée en dehors de la plage visible.Un instrument scientifique connu sous le nom de spectromètre peut être utilisé pour analyser les fréquences du rayonnement électromagnétique.

L'étude de ces lignes peut donner aux astronomes deux informations importantes.Tout d'abord, avec la connaissance de quels gaz produisent les lignes d'absorption, les lignes spectrales peuvent aider à identifier la composition des atmosphères planétaires.Les astronomes ont utilisé cette technique pour caractériser les atmosphères des planètes en dehors du système solaire.Deuxièmement, les modèles reconnaissables de lignes spectrales peuvent indiquer la vitesse des objets astronomiques mdash; la vitesse d'un objet déplace la fréquence de son rayonnement, y compris les lignes spectrales.