¨Ubungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik

5 Spektralklassifikation
Abbildung 5.3: Entstehung von a) Emissions- und b) Absorptionslinien
5.2.2
Elektromagnetische Strahlung
Wie entsteht ein Spektrum?
Elektromagnetische Strahlung wird emittiert oder absorbiert, wenn Elektronen in
einem Atom bzw. Molekül von einem Energieniveau in ein anderes übergehen. Die
dabei auftretende Energiedifferenz ∆E entspricht einer bestimmten Frequenz,
∆E = h · ν
die in dem zugehörigen Spektrum zu einer Spektrallinie Anlaß gibt. Jedes Element
bzw. Molekül erzeugt ein charakteristisches Linienspektrum. Eine gesetzmäßige
Folge von Linien bezeichnet man als Serie. Am Bekanntesten sind die Absorptionslinien
der Balmerserie des angeregten Wasserstoffs, sie spielen in der Spektralklassifikation
eine bedeutende Rolle.
Entstehung der Linien
Ein heißes Gas produziert bei niedrigem Druck ein Emissionsspektrum, das aus
diskreten Linien charakteristischer Energien bzw. Wellenlängen (siehe oben) besteht.
Wird das Gas abgekühlt und von weißem Licht durchlaufen, das alle Wellenlängen
enthält, so sind in dem kontinuierlichen Spektrum der Lichtquelle dunkle
Absorptionslinien derselben Wellenlänge zu sehen.
Bei niedrigen Temperaturen befinden sich die meisten Atome bzw. Elektronen in
ihrem tiefsten Energiezustand, dem Grundzustand. Höhere Energieniveaus sind
angeregte Zustände. Der Übergang von einem niedrigeren in ein höheres Energieniveau
wird Anregung genannt. Die Aufnahme von Energie entspricht der Absorption
eines Photons und gibt im kontinuierlichen Spektrum Anlaß zu einer
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