15-10 Hranolové spektroskopy

15-10 Hranolové spektroskopy

Už sme videli, že použitím svetla rôznej farby, je aj index lomu skla iný a iný. Odlišné správanie sa farieb umožnili fyzikom analýzu svetla, a tým aj analýzu štruktúry atómov, vlastnosti a zloženia hviezd, o čom budeme hovoriť aj neskôr. Prostriedkom analýzy svetla je spektroskop (pozri obrázok 15.17). V hornej časti obrázku (obrázok 15.17a) vidíme bezhranolový spektroskop. Svetlo zdroja, ktorý chceme analyzovať, dopadne na úzku štrbinu; štrbina sa nachádza v ohnisku tzv. kolimátorovej šošovky (C). Lúče zo štrbiny sa teda lámu na tejto šošovke do rovnobežných zväzkov, a dopadajú na objektív, ktorý premietne obraz štrbiny do ohniska. Tento obraz – rovnako tak ako v ďalekohľade – skúmame okulárom. Ďalekohľad sa dá otáčať na podstavci a miera otočenia sa dá merať na uhlovej stupnici. K presnému nastaveniu slúži zameriavací kríž zabudovaný do ohniska objektívu. Presné nastavenie predstavuje otočenie ďalekohľadu, pri ktorom stredová čiara zameriavacieho kríža splýva s obrazom štrbiny.

Ak medzi kolimátor a ďalekohľad umiestnime hranol (obrázok 15.17b) – obvykle rovnostranný, tj. každý jeho uhol je 60° – potom svetelný lúč sa vychýli a ďalekohľad musíme na podstavci natočiť, aby obraz štrbiny a stredová čiara zameriavacieho kríža znova splynuli. Pokiaľ je svetlo monochromatické, potom vidíme v ďalekohľade jediný obraz štrbiny. Pokiaľ však (ako aj na obrázku 15.17c) sa skladá svetlo z červeného a fialového svetla, potom po prechode hranolom sa fialové svetlo vychýli viac, než červené a dostaneme dva obrazy štrbiny. Aby obrázok nebol príliš zložitý, označili sme len polohy zameriavacieho kríža: pre každú farbu je poloha iná.

Svetlo prichádzajúce z bežnej žiarovky obsahuje všetky farby, preto skúmaním jeho svetla vidíme v spektroskopu nespočetne veľa štrbín vedľa seba (každý inej farby). Výsledkom je teda spojité spektrum: naše oko vidí všetky druhy farieb, od najhlbšej červenej az po krajnú fialovú. Zo slnečného svetla niektoré farby chýbajú, preto ak do spektroskopu privedieme prirodzené slnečné svetlo, spojité spektrum je prerušované tmavými čiarami; každá tmavá čiara je jeden chýbajúci obraz štrbiny a príslušné svetlo chýba preto, lebo ho pohltila vlastná atmosféra Slnka. Takéto spektrum nazývame absorpčným spektrom. Svetlo neónovej žiarivky však dá v spektroskope rad širokých farebných čiar, väčšina z nich je červená a oranžová. Poukazuje to na to, že neónový plyn¹ vyžaruje svetlo len niektorých farieb; každá farba zobrazí štrbinu ako farebný pás. Takéto spektrum nazývame čiarovým spektrom. V neksoršej kapitole uvidíme, že aký je rozdiel medzi týmito spektrami, a aký medzi ich zdrojmi.