γραμμικά φάσματα

(Αστρον.). Ταφάσματα που δεν παρουσιάζουν συνεχή κατανομή της ακτινοβολίας, αλλά ορισμένες γραμμές που αντιστοιχούν σε ένα σύνολο διακριτών μηκών κύματος. Οι γραμμές αυτές είτε είναι φωτεινές, όταν εκπέμπεται ακτινοβολία από τα άτομα, είτε σκοτεινές όταν γίνεται απορρόφηση ακτινοβολίας, όπως για παράδειγμα στο φάσμα του Ήλιου, που αν και είναι συνεχές εμφανίζει και σκοτεινές γραμμές, εξαιτίας της εκλεκτικής απορρόφησης στην εξώτατη στοιβάδα του. Τα γ.φ. οφείλονται στο γεγονός ότι στα άτομα ορισμένες μόνο κβαντικές μεταβολές της ενέργειας είναι επιτρεπτές με αποτέλεσμα να εκπέμπονται ή να απορροφούνται μόνο φωτόνια ορισμένων ενεργειών και συχνοτήτων. Η πρώτη γραμμική φασματική γραμμή παρατηρήθηκε το 1752 από τον Τόμας Μέλβιλ και ήταν η κίτρινη γραμμή που προερχόταν από την καύση αλάτων νατρίου. Η ανακάλυψη αυτή, όμως, πέρασε σχεδόν απαρατήρητη και μόνο όταν ο Τζόζεφ Φραουνχόφερ μελέτησε τις σκοτεινές γραμμές του ηλιακού φάσματος, καθιερώθηκε η φασματοσκοπία ως ένας από τους σημαντικότερους κλάδους της πειραματικής φυσικής. Η μελέτη των γ.φ. που εκπέμπονται από διάφορα υλικά μπορεί να δώσει πολύτιμες πληροφορίες για το είδος των ατόμων που αποτελούν το υλικό, επειδή κάθε άτομο εκπέμπει ένα χαρακτηριστικό γ.φ. που δεν μοιάζει με κανένα φάσμα άλλου ατόμου. Η χρησιμοποίηση των φασματικών γραμμών για να βρεθεί η σύνθεση των υλικών καθιερώθηκε από τους Γκούσταβ Κίρχοφ και Ρόμπερτ Μπούνσεν στις δεκαετίες του 1850 και 1860. Η φασματική ανάλυση έδωσε ανεκτίμητες πληροφορίες για την κατανομή των στοιχείων στον Ήλιο και στο σύμπαν. Με τη βοήθειά της μπορούν να αποκαλυφθούν πολύ μικρά ίχνη στοιχείων που θα ήταν αδύνατο να ανιχνευτούν με άλλη μέθοδο και μάλιστα, πολλά σπάνια στοιχεία ανακαλύφτηκαν για πρώτη φορά από τα φάσματά τους. Από τα οπτικά φάσματα πήραν τον χαρακτηρισμό τους και τα φάσματα των ραδιενεργειών άλφα και γάμμα. Κατά τη διάσπαση άλφα και γάμμα η ενέργεια που μεταφέρει το σωμάτιο εκπομπής (ενέργεια της μάζας του συν κινητική ενέργεια) είναι ίση ακριβώς με τη διαφορά ενέργειας ανάμεσα στην αρχική και στην τελική κατάσταση κίνησης, με αποτέλεσμα τα φάσματα των διασπάσεων αυτών να είναι γ.φ., σε αντίθεση με το φάσμα της βήτα διάσπασης που είναι συνεχές, γιατί τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται έχουν ενέργειες από το μηδέν έως κάποιο μέγιστο.