Spektroskopi / Spektralanalyse

Dopplereffekten
Rødforskydningen

Spektrum
Spektrum

Det synlige lys er elektromagnetiske bølger med en bølgelængde på mellem 400 og 700 nm (nanometer), som i det tomme rum udbreder sig med en hastighed på 299.792.458 m/s. Kortere og længere bølgelængder af elektromagnetisk stråling kan ikke ses med det menneskelige øje. Der er en sammenhæng mellem bølgelænde og farve i spektret, således at jo kortere bølgelængden er, jo længere bevæger farven sig hen mod violet.

Solspektrum med fraunhoferske linier
Solspektrum med fraunhoferske linier

Spektroskop02.jpg (54078 bytes)
Spektroskop

Spektroskop01.jpg (45845 bytes)
Spektroskop

I Solens og stjernernes spektre ses nogle mørke linier - de Fraunhoferske linier - som repræsenterer de grundstoffer, som findes i stjernens atmosfære. Hvert grundstof svarer til en eller flere linier på ganske bestemte pladser i spektret. Disse linier blev opdaget i hhv. 1814 og 1823 af tyskeren Joseph von Fraunhofer (1787-1826).

Dette førte til spektralanalysen, ved hjælp af hvilken det ikke alene er muligt at konstatere, hvilke grundstoffer, som findes i de enkelte stjerner. Man kan også drage slutninger om stjernernes temperaturer, deres absolutte størrelsesklasser mm. Hertzsprung-Russell-diagrammet er et resultat af spektralanalysen.

Roedforskydning400.jpg (22209 bytes)
Princippet for doppler-effekten

Dopplereffekten

Princippet for Doppler-effekten:
Stjernen bevæger sig fra venstre mod højre forbi Jorden. Så længe stjernen bevæger sig hen imod Jorden vil de lysbølger, den udsender, blive 'presset sammen', fordi stjernen har bevæget sig imellem udsendelsen af to lysbølger. Når lysbølgerne bliver presset sammen, bliver bølgelængden kortere, og lyset synes mere violet. Omvendt bliver lysbølgerne strakt ud - længere - når stjernen fjerner sig fra Jorden, og lyset synes mere rødt. Doppler-effekten gælder for alle bølgebevægelser, altså også lyd. Korte lydbølger producerer høje toner, lange lydbølger dybe toner. Effekten kan opleves, når en udrykningsvogn kører forbi. I det øjeblik vognen passerer, synes lyden at blive dybere, fordi lydbølgerne bliver 'strakt ud', når vognen fjerner sig.

 

Rødforskydningen

Når en stjerne - eller en galakse - fjerner sig fra Jorden, bliver dens lys forskudt mod rødt. Da man ikke kender objektets farve, kan man ikke se/måle, at lyset er forskudt mod rødt. De fraunhoferske liniers plads i spektret er imidlertid kendt, og man kan se og måle rødforskydningen ud fra disse. Størrelsen af rødforskydningen er et udtryk for den hastighed, med hvilken et objekt bevæger sig bort fra Jorden. Det var  rødforskydningen, som førte til Edwin Hubbles (1889-1953) opdagelse af, at universet udvider sig.

© Copyright 2001 Danmarks Natur- og Lægevidenskabelige Bibliotek