Linjeposisjonene

Linjeposisjonene er de bestemte posisjonene i det elektromagnetiske spekteret der atomer eller molekyler absorberer eller emitterer lys som følge av elektroniske, vibrasjonelle og/eller rotasjonelle overganger. De fungerer som kjennetegn på et stoff og ligger til grunn for spektralanalyse i kjemi, fysikk og astronomi.

Restposisjonene, eller de grunnleggende linjene, kan beregnes fra energiforskjellene mellom kvantetilstander via formelen λ = hc/ΔE og måles i laboratorier med presise metoder. Linjene angir restverdier for hvilke bølgelengder eller frekvenser som opptrer når senteret er i hvile i forhold til observatøren.

I observasjoner kan linjeposisjonene avvike fra restposisjonene på grunn av Doppler-effekten fra bevegelse langs observasjonslinja, gravitasjonell rødforskyvning, trykk- og Stark-effekter, isotopisk sammensetning og instrumentell kalibrering. Slike forskyvninger brukes til å måle hastigheter, avstander og fysiske forhold i objekter både i laboratorier og i universet.

Bruksområder inkluderer identifikasjon av kjemisk sammensetning, måling av temperatur og trykk i gasser, samt bestemmelse av bevegelse og avstand i astrofysiske objekter gjennom rødforskyvninger og spektral analyse. Linjeposisjonene er derfor sentrale verktøy i både grunnforskning og anvendte studier.

Utfordringer ved linjeposisjoner inkluderer blending av linjer, hyperfine- og isotopisk struktur, linjebredden som følger av ulike mekanismer, samt atmosfærisk absorpsjon i jordbaserte målinger. Nøyaktig tolkning krever god instrumentoppløsning og kjemisk identifikasjon.

Historisk har studier av linjeposisjoner utviklet seg fra Fraunhofer-linjene til kvantemekanikk og moderne spektralanalyse, og har vært sentralt i utviklingen av kjemi, astrofysikk og metrologi.