linjespekter

Linjespekter er spektrumet som består av separate linjer med bestemte bølgelengder, i motsetning til et kontinuerlig spektrum. Hver linje tilsvarer et elektron- eller molekylært energiforskjell mellom kvantetilstander, og derfor gir linjene et karakteristisk mønster for et gitt stoff.

Det finnes to hovedtyper linjespekter: utstrålingslinjespekter (emisjon) oppstår når atomer eller molekyler avgir energi ved elektronoverganger, mens absorpsjonslinjespekter dannes når lys passerer gjennom et stoff som absorberer bestemte bølgelengder. Begge typer spektra gir unike signaturer for elementer og molekyler, og linjene kan være manifesterte i synlig, ultrafiolett eller infrarød-delene av spekteret.

Fysisk grunnlag er kvantemekanisk: elektronoverganger mellom energinivåer avgir eller absorberer fotoner med energi ΔE = hν. Overgangene følger utvalgsregler og fører til karakteristiske sett av energinivåer. Molekyler viser også vibrasjons- og rotasjonslinjer som wibbler i spekteret. Linjer kan bredes av faktorer som bevegelse (Doppler), trykk eller naturlig bredning.

Historisk har studiet av linjespekter bidratt til å avdekke atomstrukturen og kvanteteorien. Fraunhofer observerte mørke linjer i solens spektrum, mens Kirchhoff og Bunsen forklarte forbindelsen mellom spektrasjoner og grunnstoffer.

Anvendelser omfatter identifikasjon av grunnstoffer i stjerner og andre himmellegemer, kjemisk analyse i laboratorier, miljøovervåking og kvalitetssikring av lyskilder. Eksempler inkluderer hydrogen Balmer-serien, natrium D-linjen og de karakteristiske linjene som brukes i astrofysikk og spektroskopi. Linjespekter utgjør et grunnleggende verktøy i fysikk, kjemi og astronomi.