Bilden av universum

”Sun poster” by Kelvinsong – Own work. Licensierad under CC BY-SA 3.0 via Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sun_poster.svg#/media/File:Sun_poster.svg

Astronomer använder spektrallinjer för att bestämma den kemiska sammansättningen och temperaturen hos stjärnor och moln, eftersom vi förstår hur övergångar av elektroner ger upphov till vissa våglängder av ljus. Vi kan till och med använda spektrallinjer med dopplerförskjutning för att bestämma avstånden till galaxer samt stjärnor i binära system.

I den här delen av laborationen kommer du att titta på solens spektrum för att bestämma den kemiska sammansättningen av solens yta.

Exercis

1. Analysera solens spektrum som tillhandahålls i laborationshandboken. Använd dina resultat från del 3 fråga 1 i labbet för att identifiera de sex linjer som är markerade på diagrammet. Tre av linjerna kommer från magnesium (Mg) vid 5173 Angström, natrium (Na) vid 5889 Angström och järn (Fe) vid 5270 Angström.

2. Vilka grundämnen finns i solen baserat på det tillhandahållna spektrumet?

Solen, som de flesta stjärnor, fungerar som en svart kropp, vilket innebär att den producerar ett kontinuerligt spektrum från kärnan på 15,6 miljoner K. Om solen inte hade någon fotosfär eller kromosfär skulle vi se ett kontinuerligt spektrum. Fotosfären består dock av plasma och gas som är ungefär 5800 K, så gasen kommer att absorbera en del av energin när fotonerna passerar utåt genom fotosfären. Detta skapar absorptionslinjer i solspektrumet. På samma sätt värms kromosfären upp till temperaturer runt 25 000 K. Den är ansvarig för emissionslinjer i solspektrumet.

3. Använd Wiens lag för att bestämma toppvåglängderna för solens fotosfär och kromosfär.

4. Vilka färger har kromosfären och fotosfären?

5. Om du mäter toppvåglängden för en foton vid 1,8 Angström, vad är då temperaturen? Var i solen har den sitt ursprung?

6. Rita det elektromagnetiska spektrumet. Markera på det toppvåglängderna för kromosfären, fotosfären och solens kärna. Vilken del av det elektromagnetiska spektrumet är detta?