Que fait un spectrographe Do?

May 23

Un prisme faisant un arc en ciel peut sembler assez simple jouet, à regarder, mais il est en fait l'une des inventions les plus importantes dans l'histoire de la physique. En brisant la lumière vers le haut dans des longueurs d'onde individuelles, nous pouvons apprendre toutes sortes de choses intéressantes sur la source de cette lumière. Bien que les spectrographes modernes créent des images beaucoup plus nettes que l'arc à partir d'un prisme, ils sont en principe tous, mais identiques. Lisez la suite pour savoir ce qu'ils sont et ce qu'ils font.

Importance

Un spectrographe est un appareil pour mesurer la lumière. Quand nous voyons la lumière émise ou réfléchie par un objet, il apparaît généralement être dans une couleur particulière. Feux de sodium sont orange, par exemple, et la neige est blanche. En réalité, les objets émettent souvent de multiples couleurs de la lumière en même temps, que ce soit dans des gammes continues ou dans des bandes étroites. En analysant ce genre de lumière sort un objet éloigné, un spectrographe peut nous dire beaucoup de choses sur ce que l'objet que nous étudions est faite de, comment il fait chaud, et ce qui pourrait être entre lui et nous.

Les types

Spectrographes ont tous une lentille pour focaliser la lumière venant de toutes les directions en un seul faisceau. Ce faisceau est ensuite brillé sur quelque chose qui le sépare en un spectre. Les premiers spectrographes, appelés spectromètres, utilisé un prisme de verre pour briser la lumière et briller sur une surface. Les scientifiques qui étudient la lumière serait alors regarder que la lumière pour les bandes ou les régions de luminosité inhabituelle manquante. Ils utilisaient une règle pour calculer la longueur d'onde approximative de chaque bande de lumière. Plus spectrographes modernes utilisés diffraction papier réseau et photographique. Le réseau de diffraction créé une image plus précise qu'un prisme, et le papier photographique a permis aux scientifiques de créer un enregistrement précis de la source lumineuse. spectrographes actuels utilisent le réseau de diffraction avec des cellules de détection de lumière spéciaux. Ces détecteurs sont capables de mesurer avec précision la luminosité de chaque bande de lumière.

Fonction

Spectrographes sont principalement utilisés dans l'astronomie. La lumière se déplace en petits paquets appelés photons. Extrêmement molécules chaudes, telles que celles trouvées dans les étoiles, les photons de libération de la lumière. La fréquence des photons varient selon le degré de chaleur que les molécules sont et quel type de molécules qu'ils sont. En analysant le rayonnement spectral d'une étoile, les astronomes peuvent apprendre comment il fait chaud, et combien il est composé d'hydrogène, d'hélium ou d'autres molécules. Spectrographes peuvent également être utilisés pour étudier l'absorption. Les gaz peuvent absorber les molécules de passage. Un gaz n'absorber les photons d'une certaine longueur d'onde, puis les disperser ou réémettre comme des photons d'autres longueurs d'onde. Les astronomes peuvent parfois repérer des gaz plus froids entre un point d'observation et une étoile en remarquant des bandes de manque de lumière de l'absorption.

Identification

Vous pouvez voir comment un spectrographe vous fonctionne avec un simple morceau de réseau de diffraction clair. Une ampoule fluorescente semble donner de la lumière blanche lorsque vous regardez à l'oeil nu, mais regardant à travers un morceau de réseau de diffraction raconte une histoire tout à fait différente. Il se sépare en trois images, un rouge, un vert et un bleu. Une chose semblable se produit lorsque vous regardez une des lampes au sodium les oranges utilisées comme lampes de chevet dans la plupart des villes. Il émettra deux images oranges séparées, une couleur légèrement différente de l'autre. Ce sont les raies spectrales que les astronomes recherchent lors de l'étude d'une étoile.

Avantages

Spectrographes peuvent être utilisés pour beaucoup d'autres choses en plus d'étudier les modèles d'émission des étoiles. Une des applications les plus utiles d'un spectrographe étudie à quelle vitesse l'univers est en expansion. Quand une source sonore se déplace rapidement vers vous, il semble avoir une hauteur supérieure à la normale. Quand il se déplace loin de vous, le terrain soudainement lowers.This est appelé l'effet Doppler. La même chose se produit avec la lumière. Quand une étoile se déplace loin de nous, la fréquence de la lumière que nous percevons venant de lui semble baisser légèrement. En étudiant attentivement la fréquence des lignes spectal, nous pouvons voir comment rapidement d'autres galaxies se éloignent de la nôtre.