Un prisma rendendo un arcobaleno può sembrare un giocattolo semplice, bella da guardare, ma in realtà è una delle invenzioni più importanti nella storia della fisica. Suddividendo illuminano in singole lunghezze d'onda, possiamo imparare tante cose interessanti circa la fonte di quella luce. Anche se moderne spettrografi creano immagini molto più nitide rispetto l'arcobaleno da un prisma, sono in linea di principio tutti, ma identico. Leggete per scoprire quello che sono e quello che fanno.
Significato
Uno spettrografo è un dispositivo per misurare la luce. Quando vediamo la luce emessa o riflessa da un oggetto, di solito sembra essere in un particolare colore. Luci di sodio sono di colore arancione, ad esempio, e la neve è bianca. In realtà, gli oggetti spesso emettono più colori di luce allo stesso tempo, intervalli di continui o in bande strette. Analizzando il tipo di luce è venuta fuori un oggetto distante, uno spettrografo può dirci molto su che cosa è fatto l'oggetto che stiamo guardando, quanto caldo è e quello che potrebbe essere tra esso e noi.
Tipi
Spettrografi tutti hanno un obiettivo a fuoco la luce proveniente da tutte le direzioni in un fascio unico. Quella trave è poi brillato su qualcosa che lo separa in uno spettro. Primi spettrografi, chiamati spettrometri, usato un prisma di vetro per spezzare la luce e brillare su una superficie. Gli scienziati che studiano la luce sarebbero poi guardate quella luce per bande o regioni di luminosità insolita mancante. Userebbero un righello per calcolare la lunghezza d'onda approssimativa di ogni fascia di luce. Reticolo di diffrazione di spettrografi utilizzati più moderno e carta fotografica. Il reticolo di diffrazione ha creato un'immagine più precisa di un prisma, e la carta fotografica ha permesso agli scienziati di creare una registrazione accurata della sorgente luminosa. Spettrografi corrente utilizzano il reticolo di diffrazione con speciale luce rilevazione cellule. Questi rivelatori sono in grado di misurare con precisione la luminosità di ogni fascia di luce.
Funzione
Spettrografi principalmente sono usati in astronomia. La luce viaggia in piccoli pacchetti chiamati fotoni. Molecole estremamente caldi, come quelli trovati in stelle, rilasciare fotoni di luce. La frequenza dei fotoni variano a seconda di quanto caldo le molecole sono e che tipo di molecole che sono. Analizzando la radiazione spettrale di una stella, gli astronomi possono imparare quanto caldo è, e quanto di esso è composto di idrogeno, Elio o altre molecole. Spettrografi possono essere utilizzati anche per studiare l'assorbimento. Gas può assorbire molecole di passaggio. Un gas sarà solo assorbire fotoni di una determinata lunghezza d'onda, quindi li disperderò o ri-generare come fotoni di altre lunghezze d'onda. Gli astronomi a volte è in grado di individuare gas refrigerante tra punto di osservazione e una stella da bande notante di manca luce da assorbimento.
Identificazione
Si può vedere come uno spettrografo funziona con un semplice pezzo di chiara reticolo di diffrazione. Una lampadina fluorescente sembra emanano luce bianca quando si guardi con occhio nudo, ma guardando attraverso un pezzo di diffrazione racconta una storia abbastanza diversa. Separera ' in tre immagini, uno rosso, uno verde e uno blu. Una cosa simile accade quando si guarda a una delle lampade sodio arancione usati come lampade da notte nella maggior parte delle città. Emetterà due immagini separate arancione, uno un colore leggermente diverso rispetto agli altri. Queste sono delle linee spettrali che gli astronomi cercano quando si studia una stella.
Vantaggi
Spettrografi possono essere utilizzati per molte altre cose oltre a studiare i modelli di emissione delle stelle. Una delle applicazioni più utili di uno spettrografo sta studiando quanto velocemente l'universo è in espansione. Quando una sorgente sonora si muove rapidamente verso di voi, sembra avere un tono più alto rispetto al normale. Quando si muove lontano da voi, si abbassa improvvisamente il pitch. Questo è chiamato l'effetto Doppler. La stessa cosa accade con la luce. Quando una stella si muove lontano da noi, la frequenza della luce che percepiamo venuta da esso sembra calare leggermente. Studiando attentamente la frequenza delle linee spectal, possiamo vedere quanto velocemente altre galassie stanno allontanando da noi.