Spectraalanalyse

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Spectraalanalyse

hst 11 astrofysica

licht is informatie

• kleur (λmax) geeft temperatuur
• intensiteit en afstand is geeft vermogen
• vermogen en temperatuur geeft volume
• volume en temperatuur geeft levenscyclus van de ster

spectraalanalyse

door de kijken naar het spectrum van het licht van een ster kun je iets zeggen over de chemische samenstelling van die ster.

Of kun je iets zeggen over de materialen (gaswolken) tussen de ster en de kijker

spectraalanalyse

elk voorwerp met een bepaalde temperatuur zendt een volledig spectrum uit (continuspectrum)

als het licht door materialen heen gaat (gaswolken) dan absorberen die gaswolken een gedeelte van dat spectrum. 

Het geabsorbeerde spectrum wordt vervolgens in alle richtingen weer uitgezonden

spectraalanalyse

Elke stof absortbeert maar een paar stofspecifieke golflengtes.

Dus door te kijken naar het spectrum en te kijken welke golflengtes missen krijg je informatie door welke stoffen het licht is geweest...

Het licht komt van de ster links, gaat door het gas heen en gaat naar de kijker rechts. Het gas absorbeert een specifiek gedeelte van het spectrum. 

Het geabsorbeerde spectrum wordt en fractie later in verschillende richtingen uitgezonden. 

Uiteraard met een veel lagere intensiteit!

spectraalanalyse

Een atoom kan een foton alleen opnemen als de energie van een foton precies past bij dat atoom. meerdere mogelijkheden!

De energie van een foton kun je berekenen met:

E​f​​=hf=​λ​​hc​​

Atoommodel van Bohr

In Bohrs atoommodel kunnen elektronen alleen in bepaalde 'banen' bewegen. 

In een baan passen alleen een heel aantal golflengten van het elektron

anders zou hij negatief interfereren met zichzelf...

spectraalanalyse

Voor waterstof kun je de energie van verschillende niveaus berekenen met:

E​n​​=−​n​2​​​​13.6​​

ionisatie

Als een foton heeeeeel veel energie heeft dan kan hij het elektron losmaken van het atoom: ioniseren

Voor waterstof is dat 13,6 eV

oefenen

Bereken wat de kleinste fotonenergie is om door waterstofgas in het zichtbare spectrum geabsorbeerd te worden. 

oefenen

Bereken wat de kleinste fotonenergie is om door waterstofgas in het zichtbare spectrum geabsorbeerd te worden. 

λ=656 nm

E=hc/λ=3,0x10^-19 J (=1,89eV)

Oefenen

Als we nu kijken naar BINAS 21A Waterstof dan zien we dat deze overgang hoort bij n=3 naar n=2 (656 nm)

Oefenen

Als we nu kijken naar BINAS 21A Waterstof dan zien we dat deze overgang hoort bij n=3 naar n=2 (656 nm)

samenvatting

absorbtie van straling is specifiek voor bepaalde atomen.

het absortiespectrum is het tegengestelde van het emissiespectrum.