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별의 스펙트럼에대해서...
2000-12-04
-
분야
천체물리/우주론
-
조회수
4083
안녕하세요~
책을 읽다가 궁금한게 생겨서 이렇게 질문을 드립니다.
별의 스펙트럼에 흡수선과 방출선이 생기는원리를 보면,
전자가 에너지레벨이 낮은데서 높은곳으로가면 에너지를 방출해서 방출선이 생기고 그 반대로 되면 흡수선이 생긴다고 하는데,
일반적으로 원자는 더 낮은 에너지레벨에 있으려고 하는 성질이 있다고 하면, 그 반대가되는경우(흡수선)는 어떤경우인가요?
그리고 구체적으로 어떤경우 에너지레벨이 떨어지고 반대로 올라가는지...도
궁금합니다.
감사합니다. ^^
책을 읽다가 궁금한게 생겨서 이렇게 질문을 드립니다.
별의 스펙트럼에 흡수선과 방출선이 생기는원리를 보면,
전자가 에너지레벨이 낮은데서 높은곳으로가면 에너지를 방출해서 방출선이 생기고 그 반대로 되면 흡수선이 생긴다고 하는데,
일반적으로 원자는 더 낮은 에너지레벨에 있으려고 하는 성질이 있다고 하면, 그 반대가되는경우(흡수선)는 어떤경우인가요?
그리고 구체적으로 어떤경우 에너지레벨이 떨어지고 반대로 올라가는지...도
궁금합니다.
감사합니다. ^^
- 제목답변: 별의 스펙트럼에대해서...
- 분류천체물리/우주론
- 작성일2000-12-04 00:00:00
- 작성자guest
김현아 질문:
> 안녕하세요~
> 책을 읽다가 궁금한게 생겨서 이렇게 질문을 드립니다.
> 별의 스펙트럼에 흡수선과 방출선이 생기는원리를 보면,
> 전자가 에너지레벨이 낮은데서 높은곳으로가면 에너지를 방출해서 방출선이 생기고 그 반대로 되면 흡수선이 생긴다고 하는데,
> 일반적으로 원자는 더 낮은 에너지레벨에 있으려고 하는 성질이 있다고 하면, 그 반대가되는경우(흡수선)는 어떤경우인가요?
> 그리고 구체적으로 어떤경우 에너지레벨이 떨어지고 반대로 올라가는지...도
> 궁금합니다.
> 감사합니다. ^^
>
####
물리학이나 천문학에서 미시적인 것과 거시적인 것을 연결할때 자주 혼돈이 발생하는 경우가 있습니다. 스펙트럼이 생기는 것도 마차나가지로 전자의 천이 (양자역학)로 스펙트럼의 형성 (분광학)을 설명하는 경우에도 마찬가지입니다.
전자의 에너지 준위가 낮은데서 높은 곳으로 가려면 빛을 흡수하고, 반대로 높은 곳에서 낮은 준위로 떨어지면 방출합니다. 이 사실과 방출선 혹은 흡수선의 형성을 혼동하면 안됩니다.
질문에 나온대로 전자는 항상 낮은 에너지 준위에 있으려고 합니다. 따라서 흡수한 빛을 다시 방출하게됩니다.
별의 흡수 스펙트럼의 형성은 이와같이 별의 광구에서 나온 연속스펙트럼이 그 보다 온도가 낮은 채층을 통과할때 별의 대기에 있는 원자나 이온에 의하여 선택적 흡수가 일어나기 때문에 생깁니다.
이를 좀더 미시적으로 살펴보면 특정 원자나 분자의 전자 에너지 준위 사이를 천이할 수 있을 정도의 빛이 광구로부터 나오면 채층에 있는 원자나 이온들의 전자가 이 빛에 의하여 들뜨게 됩니다. 그런다음 아주 짧은 시간내에 다시 바닥 상태로 떨어지게됩니다. 그러면서 최초의 빛 혹은 합이 최초의 빛의 에너지가 됩니다. 최초의 빛은 광구에서 일정한 방향 (반경이 증가하는 방향)이다 할지라도 전자의 들뜸 이후에 복사하는 빛은 사방으로 방출하게됩니다.
그런데 우리가 관측하는 것은 시선방향에서 우리에게 다가오는 빛만 관측이 되므로 결국 채층은 지구로오는 광구의 연속스펙트럼 빛 중에 그 원자에 해당하는 파자의 빛만 사방으로 산란시킨 결과 연속스펙트럼에서 그부분이 빠진 검은 띠의 흡수선 형태가됩니다.
따라서 단순하게 바닥상태에서 빛을 흡수하여 흡수선이 생기고 반대로 들뜬 영역에서 떨어진다고 방출선이 생기는 것이 아닙니다. 스펙트럼은 기하학적인 면과 광원과 중간에 있는 물체의 특성에 다라 생기게됩니다.
> 안녕하세요~
> 책을 읽다가 궁금한게 생겨서 이렇게 질문을 드립니다.
> 별의 스펙트럼에 흡수선과 방출선이 생기는원리를 보면,
> 전자가 에너지레벨이 낮은데서 높은곳으로가면 에너지를 방출해서 방출선이 생기고 그 반대로 되면 흡수선이 생긴다고 하는데,
> 일반적으로 원자는 더 낮은 에너지레벨에 있으려고 하는 성질이 있다고 하면, 그 반대가되는경우(흡수선)는 어떤경우인가요?
> 그리고 구체적으로 어떤경우 에너지레벨이 떨어지고 반대로 올라가는지...도
> 궁금합니다.
> 감사합니다. ^^
>
####
물리학이나 천문학에서 미시적인 것과 거시적인 것을 연결할때 자주 혼돈이 발생하는 경우가 있습니다. 스펙트럼이 생기는 것도 마차나가지로 전자의 천이 (양자역학)로 스펙트럼의 형성 (분광학)을 설명하는 경우에도 마찬가지입니다.
전자의 에너지 준위가 낮은데서 높은 곳으로 가려면 빛을 흡수하고, 반대로 높은 곳에서 낮은 준위로 떨어지면 방출합니다. 이 사실과 방출선 혹은 흡수선의 형성을 혼동하면 안됩니다.
질문에 나온대로 전자는 항상 낮은 에너지 준위에 있으려고 합니다. 따라서 흡수한 빛을 다시 방출하게됩니다.
별의 흡수 스펙트럼의 형성은 이와같이 별의 광구에서 나온 연속스펙트럼이 그 보다 온도가 낮은 채층을 통과할때 별의 대기에 있는 원자나 이온에 의하여 선택적 흡수가 일어나기 때문에 생깁니다.
이를 좀더 미시적으로 살펴보면 특정 원자나 분자의 전자 에너지 준위 사이를 천이할 수 있을 정도의 빛이 광구로부터 나오면 채층에 있는 원자나 이온들의 전자가 이 빛에 의하여 들뜨게 됩니다. 그런다음 아주 짧은 시간내에 다시 바닥 상태로 떨어지게됩니다. 그러면서 최초의 빛 혹은 합이 최초의 빛의 에너지가 됩니다. 최초의 빛은 광구에서 일정한 방향 (반경이 증가하는 방향)이다 할지라도 전자의 들뜸 이후에 복사하는 빛은 사방으로 방출하게됩니다.
그런데 우리가 관측하는 것은 시선방향에서 우리에게 다가오는 빛만 관측이 되므로 결국 채층은 지구로오는 광구의 연속스펙트럼 빛 중에 그 원자에 해당하는 파자의 빛만 사방으로 산란시킨 결과 연속스펙트럼에서 그부분이 빠진 검은 띠의 흡수선 형태가됩니다.
따라서 단순하게 바닥상태에서 빛을 흡수하여 흡수선이 생기고 반대로 들뜬 영역에서 떨어진다고 방출선이 생기는 것이 아닙니다. 스펙트럼은 기하학적인 면과 광원과 중간에 있는 물체의 특성에 다라 생기게됩니다.