Spektrallinien

Emissionslinien und Absorptionslinien des elektromagnetischen Spektrums

Kontinuum

Kontinuierliches LichtspektrumDas uns weiß erscheinende Licht eines schwarzen Strahlers enthält alle Wellenlängen des Lichts. Im Spektroskop ergibt sich beim Betrachten einer thermischen Lichtquelle, beispielsweise einer hellen Glühlampe, ein Kontinuum oder kontinuierliches Lichtspektrum.

Emission

Emissionslinien von WasserstoffDas Spektrum eines angeregten Gases weist aufgrund der festen Rekombinationsmöglichkeiten der Elektronen nur bestimmte Wellenlängen auf und kann anhand der charakteristischen Wellenlängen identifiziert werden. Die vom Gas emittierten Wellenlängen werden als Emissionslinien im Spektroskop sichtbar.

Absorption

Spektrum mit AbsortionslinienDurchläuft ein Kontinuum ein Gas, zeigt sich ein Absortionsspektrum. Hierbei treffen Photonen auf die Gasatome und heben die Elektronen auf ein höheres Energienivau.

Die dabei benötigte Energiemenge entspricht wieder einer festen Wellenlänge. Genau diese Wellenlänge fehlt im Lichtspektrum und wird als dunkle Linie sichtbar. Zwar wird die gleiche Wellenlänge bei der Rekombination wieder abgegeben, jedoch in eine andere Richtung. Die Linie im Spektrum bleibt dunkel.

Spektralanalyse von Sternen und Nebeln

Fraunhoferlinien des SonnenspektrumsDie Zusammensetzung von Sternen und anderen Objekten des Weltraums wird durch die Analyse des von ihnen ausgesendeten Lichts bestimmt.

Das Spektrum unserer Sonne zeigt ebenfalls Absorptionslinien, da das Kontinuum die Photosphäre durchläuft. Diese Linien werden auch Fraunhoferlinien genannt, da Joseph von Fraunhofer die Wellenlängen dieser Absorptionslinien zuerst genau bestimmt hat.

Anhand dieser Linien im Spektrum lassen sich die entsprechenden chemischen Elemente zugeordnen. Die Photophäre unserer Sonne oder die von anderen Sternen kann auf diese Weise untersucht werden.