spektrum

Spektrum. Emisjonsspektrum fra et fast stoff eller en væske som er glødende og har høy temperatur. Spektret fra faste stoffer og væsker er kontinuerlig.

Av /Store norske leksikon ※.

Emisjonsspektrum dannes når vi observerer spektret til en glødende gass direkte. Når hvitt lys passerer gjennom en gass, får vi et absorpsjonsspektrum.

emisjons- og absorpsjonsspektrum
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Emisjonsspektrum fra hydrogengass. Spektret er diskontinuerlig og kalles linjespektrum eller atomspektrum. Linjene skyldes lys som fremkommer ved elektronsprang mellom bestemte energinivåer innenfor atomene. Linjespektret fra et grunnstoff i gassform er karakteristisk for grunnstoffet og kan derfor brukes til å identifisere vedkommende grunnstoff.

Av /Store norske leksikon ※.

Solspektrum med en del fraunhoferske linjer. De fleste linjer skyldes at bestemte bølgelengder i det lyset som stråler ut fra Solas indre, blir absorbert i de glødende gasser i Solens ytre del. Da de bølgelengder en glødende gass absorberer, er lik bølgelengdene i lyset i gassens spektrum, kan man for eksempel ved å sammenholde hydrogenets linjespektrum med de tilsvarende fraunhoferske linjer i solspektret, slå fast at Solas ytre deler inneholder hydrogen. Solspektret er et absorpsjonsspektrum.

Av /Store norske leksikon ※.

Emisjonsspektrum fra gassen nitrogen. Spektret er diskontinuerlig og kalles båndspektrum eller molekylspektrum. Båndene består av tettliggende lysende linjer som er samlet i grupper.

Av /Store norske leksikon ※.

Absorpsjonsspetrum av klorofyll. Spektret er fremkommet ved at lys som gir et kontinuerlig spektrum, har gått gjennom en løsning av klorofyll før det ble spaltet i et prisme. Bildet viser at enkelte bølgeområder i det opprinnelig kontinuerlige spektret er blitt absorbert mer enn andre. Særlig fremtredende er de mørke feltene i området rødt, og forsøk har vist at lys med tilsvarende bølgelengder blir utnyttet som energikilde av grønne planter under fotosyntesen.

Av /Store norske leksikon ※.

Spektrum er en fordeling av verdiene til en fysisk størrelse langs en skala. Ofte brukes spektrum om lys, og vi snakker da om et fargespektrum, slik som det vi ser i regnbuen. Hvis vi ser på spektret til alle typer elektromagnetisk stråling, får vi et elektromagnetisk spektrum. Spektrum kan også brukes om andre fysiske størrelser, for eksempel massespektrum.

Faktaboks

Uttale
spˈektrum
Etymologi
av latin ‘noe som viser seg, tar form’

Et elektromagnetisk spektrum kan dannes når elektromagnetisk stråling passerer gjennom for eksempel et prisme, en vanndråpe eller et optisk gitter.

Å studere ulike spektre (spektroskopi) er en viktig metode for å analysere fysiske fenomener. For eksempel kan vi finne ut hvilke grunnstoffer en stjerne er laget av ved å studere fargespektret fra stjerna.

Elektromagnetisk spektrum

Begrepet elektromagnetisk spektrum brukes på to måter:

  1. Som en samlebetegnelse for alle mulige bølgelengder av elektromagnetisk stråling, som da kan deles opp i kategorier som for eksempel infrarød stråling, synlig lys og ultrafiolett stråling. Les mer under elektromagnetisk spektrum.
  2. Som en beskrivelse av fordelingen av bølgelengder i den elektromagnetiske strålingen fra et fysisk objekt, for eksempel en stjerne eller en flamme.

Elektromagnetiske spektre kan klassifiseres på flere måter: etter bølgelengdeområde, etter hvordan spektret ser ut, eller etter hvordan spektret er dannet.

Klassifisering etter bølgelengdeområde

Spektret klassifiseres ofte etter hvilken del av det elektromagnetiske spektret man studerer. Et fargespektrum dekker de bølgelengdene av elektromagnetisk stråling som vi kan oppfatte med øynene. For andre bølgelengder av elektromagnetisk stråling kan vi for eksempel få IR-spektrum, UV-spektrum eller røntgenspektrum.

Klassifisering etter hvordan spektret ser ut

Et kontinuerlig spektrum inneholder alle mulige bølgelengder innenfor et område og oppstår for eksempel når den elektromagnetiske strålingen dannes gjennom termiske bevegelser (se varmestråling). Hvor mye av strålingen som da kommer fra ulike bølgelengder, avhenger av temperaturen til legemet (se Wiens forskyvningslov).

I et linjespektrum ser man tydelig adskilte linjer som tilsvarer bestemte bølgelengder, såkalte spektrallinjer. Linjespektre opptrer typisk når strålingen sendes ut fra eller absorberes av atomer og molekyler med bestemte kvantefysiske energioverganger. Siden ulike stoffer har ulike energinivåer og dermed ulike linjespektre, kan slike spektre brukes til å bestemme hva det man studerer består av (se spektroskopi). Bredden av linjene i et linjespektrum kan også fortelle oss mye om kilden til strålingen, for eksempel dens temperatur.

I et båndspektrum ligger linjene så tett at de observeres som sammenhengende bånd over et visst bølgelengdeintervall.

Ofte er et spektrum en kombinasjon av et kontinuerlig spektrum og et linje- eller båndspektrum, for eksempel gjelder det strålingen fra stjerner.

Vi skiller også mellom emisjons- og absorpsjonsspektre. Om vi har et emisjons- eller absorpsjonsspektrum, avhenger av hvordan strålingen som danner spektret har nådd oss. Når vi ser på stråling som kommer direkte fra strålingskilden, får vi et emisjonsspektrum. Dersom (deler av) strålingen er dannet gjennom kvantefysiske energioverganger, får vi et linjespektrum med lyse linjer mot en mørk bakgrunn. De lyse linjene svarer til energiovergangene i strålingskilden. Når stråling med alle bølgelengder passerer gjennom et gjennomsiktig medium, slik som en gass, kan vi få et absorpsjonsspektrum. Lys med bølgelengder som tilsvarer kvantefysiske energioverganger i stoffet blir absorbert. Vi får da et linjespektrum der linjene vises som mørke streker på et kontinuerlig spektrum.

Strålingen fra Sola vil gi et absorpsjonsspektrum, siden strålingen har passert gjennom gassene i Solas atmosfære før den når oss.

Klassifisering etter hvordan spektret er dannet

Et atomspektrum oppstår når strålingen kommer fra frie atomer. Det er gjerne et linjespektrum. Når spektret er dannet av molekyler, kaller vi det et molekylspektrum. I molekyler ligger energinivåene tettere enn i atomer, og et molekylspektrum vil typisk være et båndspektrum.

Faste stoffer har energinivåer som ligger svært tett, og stråling fra et fast stoff vil typisk gi et båndspektrum eller et kontinuerlig spektrum.

Spektrum fra en gassflamme kalles et flammespektrum.

Analyse

Elektromagnetiske spektre analyseres gjennom spektroskopi. Man bruker da et spektrometer eller en spektrograf til å studere spektret fra den innkommende strålingen. Se også spektralanalyse.

Andre typer spektre

Massespektrum studeres i kjemisk analyse, der man bruker en massespektrometer eller massespektrograf til å skille bestanddelene i en prøve ut i fra forholdet mellom masse og elektrisk ladning.

I et energispektrum fordeles partikler etter hvor stor energi de har.

Betaspektrum viser fordeling av energi til betapartikler (elektroner) som sendes ut fra en radioaktiv kilde. Det er som regel et kontinuerlig spektrum (se betaspektrometer). Alfaspektrum, protonspektrum og nøytronspektrum viser på tilsvarende måte fordeling etter energi eller bevegelsesmengde for partikler fra radioaktive prosesser eller kjernereaksjoner.

Et lydspektrum fremkommer ved at det foretas en frekvensanalyse av lyden, og intensiteten av forskjellige frekvenser fremstilles som funksjon av frekvensen. Se spektrumanalysator.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg