光譜分析與太陽光譜

　　光譜分析與太陽光譜

　　光譜學是一門多學科交叉的學科，其已有三百多年的研究歷史。自從1666年，牛頓利用玻璃棱鏡把通過玻璃棱鏡的太陽光展成從紅光到紫光的各種顏色的光譜，發現了太陽發射的白光是由各種顏色的光組成的復合光后逐漸成為一種科學研究的重要手段。在三百多年的研究歷史長河中，光譜學的研究范圍也逐漸擴大，從波長處于皮米級（皮米，單位符號pm，1pm=10^-12m）的γ射線，到X射線，紫外線，可見光區域，紅外線，微波，再到波長可達幾公里的射電波。光譜學在研究的過程中也逐漸分成了不同的研究方向，其研究領域包含大部分的自然科學。

　　十九世紀初，科學家在研究太陽光譜時，發現太陽的連續光譜中有許多暗線。最初不知道這些暗線是怎樣形成的，后來了解了吸收光譜的成因，知道了這是由于太陽本省內部發出的強光經過溫度比較低的太陽外層大氣層時產生的吸收光譜．仔細分析這些暗線，把它跟各種元素的特征譜線對照，知道了太陽的大氣層中含有氫、氦、氮、碳、氧、鐵、鎂、硅、鈣、鈉等幾十種元素。

　　根據光譜來識別物質種類及確定它的化學組成和相對含量的方法叫光譜分析，根據分析原理，光譜分析可分為發射光譜分析與吸收光譜分析二種；根據被測成分的形態可分為原子光譜分析與分子光譜分析。光譜分析的被測成分是原子的稱為原子光譜,被測成分是分子的則稱為分子光譜。

　　復色光經過色散系統（如棱鏡、光柵等）分光后，光譜是按波長（或頻率）的大小依次排列的圖案。太陽發射的白光經過三棱鏡后形成按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫次序連續分布的彩色光譜。

　　 紅色到紫色，對應于波長7700—3900埃的區域，是人眼所能感覺的可見部分。紅端之外為波長更長的紅外光，紫端之外則為波長更短的紫外光，都不能為肉眼所覺察，但能用儀器記錄。按波長所在的區域不同，光譜可分為紅外光譜、可見光譜和紫外光譜。

　　太陽的光譜主要來自太陽表面溫度約為6000K的黑體輻射，這是太陽大氣所具有的特質。我們在地球上測得的太陽光譜受到了太陽大氣層和地球大氣層的共同影響。太陽光譜（The solar spectrum）是太陽輻射經色散分光后按波長大小排列的圖案，包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等幾個波譜范圍。

　　太陽光譜擁有極為寬闊的連續譜以及大量的吸收線，是寄存豐富太陽信息的重要載體。太陽屬于G2V光譜型，電磁輻射99．9%的能量集中在可見光區（0.4～0.76μm）、紅外區（>0.76μm）和紫外區（＜0.4μm）。

　　在地面上觀測的太陽輻射的波段范圍大約為0．295～2．5μm。短于0．295 μm和大于2．5 μm波長的太陽輻射，由于地球大氣中臭氧、水氣和其他大氣分子的強烈吸收的干擾，其光線基本不能到達地面。

　　通過太陽光譜的分析，可以了解到太陽大氣的化學成分、溫度、壓力、運動、結構性質以及太陽運動產生的各種現象的機制與演變規律，可以認證輻射譜線，確認太陽大氣中各種元素的豐度。

　　通常太陽光譜的總體變化很小，但有時候太陽譜線具有較大的變化。在太陽發生爆發時，太陽光譜在極紫外和軟X射線波段都會出現很大的變化，利用這些波段的光譜變化特征可以研究太陽活動產生的原因。

　　參考資料

　　1.https://baike.baidu.com/item/%E5%85%89%E8%B0%B1%E5%AD%A6/1413016

　　2.https://baike.baidu.com/item/%E5%85%89%E8%B0%B1%E5%88%86%E6%9E%90/3575101

　　3.http://baike.sm.cn/item/5d9cdfb7d9881b4960bb42db90092f42.html?from=smsc&uc_param_str=dnntnwvepffrgibijbpr&dn=26337109226-bd37f824&nt=1&nw=4G&ve=3.4.2.966&pf=200&fr=iphone&gp=&jb=&pr=ucpro