spektriviivat

Spektriviivat ovat yksittäisiä, tarkasti määriteltyjä aallonpituuksia valon spektrissä. Ne syntyvät, kun atomin elektronit siirtyvät energiatilan välillä ja emittoivat tai absorboivat fotoneita. Koska energian erot ovat kvantittuja, spektri sisältää lineaarisia viivoja.

Emissiospektri koostuu kirkkaista viivoista tumman taustan ollessa valaisevana, kun taas absorptiospektri sisältää tummia viivoja kirkkaan taustan läpi kulkevassa valossa. Molemmissa tapauksissa kukin viiva vastaa tietyn energiarin erotusta elektronien välillä.

Viivat ovat yksilöllisiä kullekin alkuaineelle; tarkat aallonpituudet määräytyvät elektronien energiatilojen välisissä siirtymissä. Historiallisesti Fraunhoferin pimennetyt viivat ja Kirchhoffin lait osoittivat, että tähtien spektrit sisältävät sekä jatkuvan osan että lineaarisia viivoja, jotka liittyvät alkuaineisiin.

Spektriviivojen analyysi on keskeistä sekä astrofysikaalisessa että laboratorio­spektroskopiassa. Sen avulla voidaan tunnistaa alkuaineet, arvioida lämpötilaa ja tiheyttä sekä mitata liikkeen vaikutuksia, kuten Doppler-nyanssia, punasiirtymää tai gravitaatiosta johtuvaa siirtymää. Viivat voivat laajentua lämpötilan, paineen ja muiden laajentumistekijöiden vaikutuksesta.

Esimerkkejä ovat vetyatomien Balmerin sarja, joka tuottaa näkyvän alueen viivoja, sekä natriumin Na-D-viivat, joita käytetään yleisesti spektroskopiassa. Spektriviivat ovat keskeinen osoitus kvanttimekaniikan energiatiloista.