Närmare undersökning av spektrat

Varje elektron har sin bestämda bana runt atomkärnan. Tillförs elektronen energi, i form av en foton eller värme, kan elektronen hoppa upp i en högre bana, ett exciterat tillstånd. Då elektronen hoppar ner till ett lägre energitillstånd, avges ett kvanta, en foton. Tråden i glödlampan och järnet i ässjan glöder för att det är varmt: då elektronerna hoppar ner i lägre banor avges kvanta, en elektromagnetisk våg, bland annat i form av synligt ljus.

Omvänt kan en kall gas absorbera vissa våglängder av det ljus som kommer igenom den: detta förutsätter att det finns exciterade elektroner i gasen som vill hoppa ner i lägre banor.

Väteelektronen har åtta olika energinivåer som den ensamma elektronen kan hoppa mellan. Vid en temperatur under 3000° ligger de flesta elektroner kvar i grundtillståndet. Följande exempel är uttryck i Ångström, Å, som är 10^-10 m. Om elektronen hoppar från nivå 2 till 8 (hoppar upp till en högre nivå) absorberas en linje vid 3889 Å i spektrat (ultraviolett). Omvänt, om den hoppar ner, bildas en linje. Från nivå 2 - 7 gäller 3970 Å (ultraviolett), 2 - 6 gäller 4102 Å (violett), 2 - 5 gäller 4340 Å (violett). 2 - 4 gäller 4861 Å (blågrön) och slutligen från nivå 2 till 3 gäller 6563 Å (röd)192.

Länk

Längden på elektronens bana måste vara jämnt delbart med våglängden hos ett visst ljus. Är förhållandet t ex 1:1,5 kommer vågen att släckas ut: något sådant är inte möjligt. Det är därför elektronerna hoppar ner eller upp i olika banor: längden på varje omloppsvarv måste stämma med en våglängd, ett kvanta.

Förändringar av spektrat

Förutom röd- och blåförskjutningen, som nämndes tidigare, vilket är orsakat av om en stjärna fjärmar sig eller närmar sig oss, kan förändringar förekomma i spektrat av andra orsaker. Först visar jag ett normalt spektra.

Om en stjärna har hög rotationshastighet, förekommer även röd- och blåförskjutning inom samma spektra, då en del av stjärnan fjärmar sig och en del närmar sig oss.

Om det är högt tryck i stjärnan, är endast vissa spektrallinjer breddade.

Om en stjärna har ett kraftigt magnetfält, kan vissa spektrallinjer vara kluvna. Ju starkare magnetfält, ju fler linjer i spektrat blir kluvna. Alltså: ett kraftigt magnetfält kan ändra de elektromagnetiska vågorna.

Ref.: Illustrerad Vetenskap 5/99