اگر الکترونی از مدار انرژی بیرونی با انرژی بالاتر به مداری داخلی تر و با انرژی پایین تر برود (این کار مستلزم صرف انرژی از بیرون سیستم اتمی است) انرژی به شکل فوتون آزاد می شود. خواص این فوتون به اختلاف انرژی بین مدارها بستگی دارد:

اگر فوتونی با انرژی کافی به اتمی برخورد کند، باعث می شود الکترون به مدار بیرونی تری با انرژی بالاتر پرش کند:

زمانی که الکترون به مدار اصلی و اولیه خود برمی گردد، فوتونی با همان انرژی نشر می شود:

در حالت های نجومی، ممکن است در یک طیف، هم خطوط نشری و هم خطوط جذبی را ببینیم که به منبع و گازهایی که در این طیف دخالت دارند، بستگی دارند.

یک طیف جذب زمانی تولید می شود که گاز سرد بین یک منبع پیوسته و ما قرار بگیرد؛ طول موج های خاص توسط اتم های گازی جذب شده و از نوری که به چشم ما می رسد، حذف می شوند.

یک طیف خط نشری زمانی تولید می شود که فوتون ها توسط گاز، نشر شوند؛ این طیف در یک پیوستار، شفاف دیده می شود؛ زیرا نازک است!

خطوط جذب و نشر:

اگرچه ترسیم پروتون ها، نوترون ‌ها و الکترون ها به صورت نقاط کوچک رایج است؛ مکانیک کوانتومی به ما می گوید که آن ها نمی توانند در یک محل مستقر باشند و در واقع بیش تر به شکل ابرهای مه آلود و تیره مانند هستند. تعیین دقیق این که اجزای اتم کجا بوده و چه خواهند کرد، امکان پذیر نیست.

طیف سنجی چشمه های نجومی، راه حلی برای درک ما از جهان اطراف است؛ زیرا طیف:

• در تعیین دما مؤثر است (طیف سنجی، قابل اطمینان تر از پیک (اوج) طول موج است):

در دماهای بالاتر، بیش تر الکترون ها در مدارهای انرژی بالاتر قرار دارند یا همگی از اتم های خود فرار می کنند؛ زیرا اتم ها با دمای بالا در سرعت های به اندازه ی کافی بالا با هم برخورد می کنند تا الکترون هایشان را انتقال دهند.

مثلا در گاز داغ، خطوط خاص جذب و نشر تنها در مدارهای انرژی بالا قرار می گیرند که در دماهای پایین امکان پذیر نیست. در این مورد، اتم سرد فقط می تواند فوتون هایی با انرژی متناظر با انتقال بین ترازهای انرژی پایین جذب کند، در حالی که اتم داغ فقط می تواند فوتون هایی با انرژی اضافه ی متناظر با ترازهای دوم و سوم جذب کند.

• در بررسی ترکیب مواد نقش دارد:

به دلیل این که هر عنصر ( و نیز هر نوع مولکولی) مجموعه ای از مدارهای مجاز برای الکترون های خود دارد؛ بنابراین الگوی خطوط طیفی مخصوص به خود را دارد. طیف می تواند برای تعیین این که جسم از چه چیزی تشکیل یافته است، به کار رود.

• شاخص حرکت:

با درک اثر دوپلر می توان از طیف در اندازه گیری سرعت جسمی که در فاصله ای خاص حرکت می کند، استفاده کرد.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه و تنظیم: خدیجه آلچالانلو