สเปกตรัมจากอะตอมของแก๊สแบ่งออกเป็น 2 ประเภท อะไรบ้าง ?

สเปกตรัมจากอะตอมของแก๊ส: สองลายเซ็นบ่งชี้ธาตุ

อะตอมของแก๊สไม่ได้เป็นเพียงอนุภาคเล็กๆ ที่ล่องลอยอย่างไร้ความหมายในจักรวาล พวกมันเป็นเหมือนจิตรกรที่สามารถ “วาด” แสงสีออกมาในรูปแบบที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกว่าสเปกตรัม และสเปกตรัมเหล่านี้ไม่ใช่แค่สีสันสวยงาม แต่เป็นลายเซ็นเฉพาะตัวที่ช่วยให้เราสามารถระบุธาตุที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังได้

เมื่อเราพูดถึงสเปกตรัมจากอะตอมของแก๊ส เราสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ ที่มีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน ทั้งในลักษณะที่ปรากฏและกลไกการเกิด:

1. สเปกตรัมต่อเนื่อง (Continuous Spectrum): แสงสีรุ้งที่ไร้รอยต่อ

ลองจินตนาการถึงแสงสีรุ้งที่ทอดตัวยาวเหยียดโดยไม่มีการขาดตอน นั่นคือลักษณะของสเปกตรัมต่อเนื่อง มันเกิดจากการแผ่รังสีของวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ไส้หลอดไฟ หรือผิวของดาวฤกษ์ เมื่ออะตอมในวัตถุเหล่านั้นถูกกระตุ้นด้วยความร้อน พลังงานที่ได้รับจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของแสงที่มีความยาวคลื่นที่แตกต่างกันอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดเป็นสเปกตรัมที่มองเห็นเป็นแถบสีที่เรียงต่อกันอย่างราบรื่น ตั้งแต่สีม่วงไปจนถึงสีแดง

2. สเปกตรัมแบบเส้นดูดกลืน (Absorption Line Spectrum): เงาดำบนผืนสวรรค์

สเปกตรัมแบบเส้นดูดกลืนมีความซับซ้อนและน่าสนใจยิ่งกว่า ลองนึกภาพสเปกตรัมต่อเนื่องที่สวยงาม แต่มีเส้นสีดำบางๆ ปรากฏอยู่บนนั้น เส้นสีดำเหล่านี้คือสเปกตรัมแบบเส้นดูดกลืน

สเปกตรัมประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อแสงจากแหล่งกำเนิดที่มีสเปกตรัมต่อเนื่อง (เช่น ดวงอาทิตย์) ส่องผ่านแก๊สที่เย็นกว่า แสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะเจาะจงซึ่งตรงกับพลังงานที่อะตอมของแก๊สสามารถดูดกลืนได้ จะถูกดูดกลืนเข้าไป ทำให้อะตอมเหล่านั้นเปลี่ยนสถานะพลังงาน เมื่อเรามองสเปกตรัมที่เหลืออยู่ เราจะเห็นเป็นเส้นสีดำที่ตำแหน่งความยาวคลื่นที่ถูกดูดกลืนไป

ทำไมสเปกตรัมเหล่านี้ถึงมีความสำคัญ?

สเปกตรัมจากอะตอมของแก๊สไม่ได้เป็นเพียงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สวยงาม แต่เป็นเครื่องมือสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการ:

• ระบุองค์ประกอบ: แต่ละธาตุมีชุดของเส้นดูดกลืนที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้เราสามารถระบุองค์ประกอบของแก๊สได้ แม้จะอยู่ห่างไกลออกไปในอวกาศ
• ศึกษาองค์ประกอบของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์: การวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงที่มาจากดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์ช่วยให้เราทราบองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศและพื้นผิวของดาวเหล่านั้นได้
• ทำความเข้าใจโครงสร้างอะตอม: สเปกตรัมยังช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างอะตอมและระดับพลังงานที่อิเล็กตรอนสามารถดำรงอยู่ได้

ในโลกแห่งวิทยาศาสตร์ สเปกตรัมจากอะตอมของแก๊สเปรียบเสมือนลายนิ้วมือที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งเป็นเครื่องมืออันทรงพลังที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาต่างๆ ในจักรวาลได้