Garis Spektrum

Tiga jenis garis spektrum

Garis Spektrum

Apabila kita melihat bintang-bintang di langit, kita sebenarnya melihat kepada sinaran elektromagnet dari bintang-bintang itu. Sinaran ini mengandungi pelbagai maklumat mengenai bintang-bintang yang menghasilkannya. Oleh itu, ahli astronomi banyak meluangkan masa mereka menganalisis sinaran elektromagnet ini.

Data spektrum daripada SDSS dianalisis oleh ahli astronomi seluruh dunia

Sinaran dapat diperoleh dan dianalisis menggunakan sebuah instrumen yang dikenali sebagai spektroskop. Secara asasnya, spektroskop terdiri daripada halangan legap yang mempunyai celahan atau prisma untuk menceraikan sinaran bintang kepada warna-warnanya, dan sebuah kanta mata atau skrin untuk dipaparkan warna tersebut. Di peringkat kajian profesional pula, alatan-alatan yang lebih kompleks digunakan seperti spektrometer dan spektrograf. Namun prinsip asasnya adalah sama seperti spektroskop.

Lakaran prinsip asas spektroskop

Dalam artikel sinaran terma, kita telah diperkenalkan kepada sinaran jasad hitam. Sebuah mentol lampu bersinar berdasarkan sinaran jasad hitam ini. Jika kita melihat kepada spektrum mentol ini, kita akan dapati bahawa spektrumnya ialah spektrum selanjar, tanpa sebarang warna yang hilang. Jika dipaparkan pada skrin, spektrum mentol ini kelihatan seperti warna pelangi.

Namun tidak semua sinaran mengandungi spektrum selanjar. Sebagai contoh jika kita lihat pada spektrum lampu pendarflour, kita akan dapati bahawa spektrum ini terdiri daripada beberapa garis tinggi. Garis ini dinamakan sebagai garis pancaran.

Garis Pancaran

Terdapat tiga jenis spektrum iaitu spektrum selanjar, spektrum pancaran dan spektrum penyerapan. Spektrum selanjar adalah seperti yang sudah dibincangkan sebelum ini.

Spektrum pancaran menghasilkan garis-garis pancaran pada spektrum. Anda boleh lihat pada spektrum lampu pendaflour seperti di bawah.

Garis Spektrum lampu pendaflour

Garis pancaran ini terhasil disebabkan oleh aras tenaga yang unik (diskret) bagi setiap atom. Aras tenaga ini bergantung kepada bilangan proton, neutron dan elektron di dalam atom tersebut. Apabila berlaku perubahan tenaga atom daripada tinggi kepada rendah, ia akan memancarkan sinaran elektromagnet seperti yang dilihat pada spektrum atom itu. Setiap atom mempunyai garis spektrum tersendiri atau juga disebut sebagai cap jari atom. Justeru dengan hanya mengkaji spektrum bintang, ahli astronomi mampu mengetahui kandungan bintang tersebut.

Sesebuah atom akan menghasilkan garis pancaran apabila ia berada pada aras tenaga yang tinggi. Keadaan ini berlaku apabila ia dipanaskan oleh haba daripada teras bintang. Kita juga boleh mengkaji garis pancaran setiap atom dalam makmal dengan memanaskan gas atom tersebut. Apabila gas atom ini mengeluarkan garis pancarannya, tenaganya akan berkurang dan ia akan menjadi lebih sejuk.

Garis pancaran terhasil oleh gas atom yang panas

Garis Penyerapan

Garis penyerapan mempunyai satu ciri yang sama dengan garis pancaran iaitu cap jari atom. Namun keadaannya adalah terbalik berbanding dengan garis pancaran.

Garis pancaran dilepaskan apabila gas atom berubah daripada tenaga tinggi kepada tenaga rendah. Manakala garis penyerapan pula berlaku apabila gas atom tersebut menyerap garis pancaran dan meningkatkan aras tenaganya. Hasilnya, akan wujud garis-garis hitam pada spektrum selanjar yang diperoleh. Garis-garis hitam ini berpadanan dengan cap jari atom tersebut. Di bawah ini ialah contoh garis penyerapan oleh gas helium, sodium dan neon.

Garis spektrum helium, sodium dan neon

Garis spektrum boleh diukur di dalam makmal