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5.Fraunhofersche Linien

5.1.Absorbtionslinien

Fraunhoffer entdeckte bei seiner Zerlegung des Sonnenlichts im Spektrum der Sonne mehrere dunkle Linien. Das Licht von ganz bestimmten Farbtönen fehlte einfach im Spektrum.
Die Farbe an deren Stelle sich eine solche Linie zeigte, ist jeweils typisch für eine Atomsorte in der Sonnenatmosphäre, die dieses Licht mittels Quantensprüngen absorbiert.
Jede dieser Absorbtionslinien läßt sich genau einem Element zuschreiben.

In der nachfolgend abgebildeten Versuchsanordnung wird Natriumdampf mit einer starken Lampe bestrahlt. Die Natriumatome absorbieren mittels Quantensprüngen den Teil des Lichts, der der gelben Natriumlinie entspricht. Durch die erfolgenden Rücksprünge wird auch wieder dieses gelbe Licht abgegeben, allerdings nicht in der Ursprünglichen Richtung, sondern von jedem Atom zufällig in irgendeine  andere Richtung. Das Natriumgas beginnt also, gelb zu leuchten.

ABSORP 

5.2.Emissionslinien

Wird einem Atom beständig (z.B. Wärme-) Energie zugeführt, so werden seine Elektronen nach und nach auf immer höhere Bahnen gebracht, zumeist ehe ein Rücksprung erfolgt, bis entweder die Energie ausreicht, um einzelne Elektronen ganz zu entfernen und das Atom in ein Ion zu verwandeln, oder bis sich ein Gleichgewicht zwischen zurückspringenden und angehobenen Elektronen einstellt.
Bringt man Natrium in eine Flamme, so färbt sich die Flamme in einem typischen Gelb. Diese Farbe wird verursacht durch den für Natrium typischen Quantensprung im gelben Licht, der dann stattfindet.
Dies gelbe Licht ist natürlich auch genau das gelbe Licht, welches vom Natrium in der Sonnenatmosphäre verschluckt wird.
Genauso strahlen die Atome in Emissionsnebeln Licht auf bestimmten Spektrallinien ab, wenn sie Beispielsweise durch benachbarte Sterne erwärmt werden.
Die wichtigste Emissionslinie im Radiobereich ist sicherlich (wie bereits erwähnt) die Linie des neutralen Wasserstoffs bei 21 cm Wellenlänge.

5.3.Absorbtionsverhalten von Molekülen

Moleküle absorbieren Licht nicht auf so eng begrenzten Linien, wie Atome oder deren Ionen, vielmehr absorbieren sie Strahlung einer gewissen Bandbreite. Diese Absorption bestimmt ihre Farbe.
Absorbiert ein Molekül blaues Licht, so reflektiert es also rotes und grünes Licht und erscheint dem Auge gelb.
Wenn das Absorptionsverhalten von Molekülen auch nicht so klar definiert ist wie das von Einzelatomen, so gibt es doch charakteristische Absorptionskurven einiger Moleküle, die es dem Astronomen ermöglichen ihre Existenz z.B. in Nebeln nachzuweisen.
Das hier gezeigte Beispiel des in Wasser gelösten Hexaquokobalts hat jedoch Astronomisch sicher keine Relevanz.

DIAG2
Abb.: Meßprotokoll der Absorbtion von Hexaquokobalt mit Ausgleichskurve  (hellgrau)

5.4.Kontinuierliches und Linien-Spektrum
Ein Spektrum, das sich nur aus verschiedenen Emissionslinien zusammensetzt heißt Linienspektrum. Die Sonderform des Bandenspektrums bezeichnet mehrere, sehr eng beieinanderliegende Linien. Typisches Beispiel ist das einer Neon-Röhre.
Ein kontinuierliches Spektrum enthält alle Farben mit lediglich unteschiedlicher intensität. Typisches Beispiel ist das der Glühlampe.

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