原來從天體到微粒都有“指紋”,這項技術幫助人們賺了很多錢

探趣宇宙plus 2020-06-29 檢舉

揭開萬物奧秘的鑰匙

我們還搞明白了,原來眼睛看到的物質反射出來的光與最初射入物質的光,有著根本性的差別。

所謂反射光,在量子層面解釋,其實是由于構成物質的原子或分子在吸收一定的光能之后,原子中的電子被激發到較高能級又瞬間落回基態而產生的光能。

當然了,在微觀層面, 分清楚同一屬性的兩個量子,是不可能的,不像宏觀層面,即使兩個看起來一模一樣的桌子,仍然是兩個各自獨立的桌子,而在微觀層面,如果是屬性一樣的兩個微粒,可真就是一樣了。

原來從天體到微粒都有“指紋”,這項技術幫助人們賺了很多錢

量子世界

基于這個原理,科學家作出了進一步研究,發現不同的原子被激發之后,其發射或反射光線的光譜是不一樣的。氫原子是自然界最簡單的原子,由一個質子和一個電子組成。最早由物理學家玻爾,在原子結構中引入量子化,解釋了氫原子光譜。

原來從天體到微粒都有“指紋”,這項技術幫助人們賺了很多錢

氫原子

氫原子光譜,指的是氫原子內的電子在不同能級躍遷時所發射或吸收不同波長、能量之光子而得到的光譜。他發現氫原子光譜為不連續的線光譜。所謂線光譜,就是說光譜中的亮線是不連續的。

而氫原子的線光譜,完全是其所獨有的,其他物質也一樣。不同的原子吸收不同波長的光,每種原子都有獨特的吸收、發射光譜。

原來從天體到微粒都有“指紋”,這項技術幫助人們賺了很多錢

不同物質的光譜

也就是說,原子光譜就好像原子的指紋一樣,獨一無二。通過指紋,我們可以判斷一個人的身份;同樣地,通過原子光譜分析,我們可以判斷這是屬于哪一種元素。

原來從天體到微粒都有“指紋”,這項技術幫助人們賺了很多錢

指紋

這個發現令人欣喜若狂,就好像找到了一把揭開萬物奧秘的鑰匙。

科學家不僅僅可以通過光譜判斷元素類型,反過來還可以通過光譜來發現新的元素。

比如氦這種元素,最早是在太陽光譜中發現的。當時在光譜中發現了一條地球上所有已知元素都沒有的譜線,科學家認為這一定是一種新元素。后來將這種元素命名為氦,英文名是Helium,源自希臘神話中的太陽神Helios。

原來從天體到微粒都有“指紋”,這項技術幫助人們賺了很多錢

太陽

除了線光譜以外,還有帶狀光譜和連續光譜。帶狀光譜主要產生于分子,由一些密集的某個波長范圍內的光組成;連續光譜則主要產生于白熾的固體、液體或高壓氣體受激發發射電磁輻射,由連續分布的一切波長的光組成。

比如太陽光的光譜,就屬于連續光譜:

原來從天體到微粒都有“指紋”,這項技術幫助人們賺了很多錢

太陽光光譜

天體光譜分析

迫于現在的科學技術水平,人類還沒有辦法駕駛著宇宙飛船在星際到處轉悠,迄今為止人類最遠落腳的地方,也就月球了,連鄰居火星都還沒去過——聽起來略凄涼。

但是沒有關系,通過光譜這種“原子指紋技術”,就可以分析恒星的物質構成。實際上,迄今關于恒星本質的知識,幾乎都是從光譜研究中得到的。

來源:www.toutiao.com

推薦閱讀