Die Fraunhoferschen Linien und die Absorption von Licht

Die Absorption von Licht

Wenn wir Sonnenlicht durch ein Spektroskop betrachten, sehen wir ein kontinuierliches Emissionsspektrum der Lichtquelle Sonne. Bringen wir Natriumchlorid in eine nichtleuchtende Flamme eines Bunsenbrenners und betrachten die Natriumflamme durch das Spektroskop, so sehen wir das typische Linienspektrum von Natrium (eine gelbe Linie). Strahlt man nun Sonnenlicht (durch einen Spalt) auf Natriumdampf, beobachtet man, dass in dem ehemaligen kontinuierlichem Spektrum ein Teil fehlt, und zwar im Bereich des gelben Lichts. Wir beobachten in diesem Fall das Absorptionsspektrum von Natrium.

Die Fraunhoferschen Linien

So verhält es sich nicht nur mit Natriumdampf, sondern mit vielen anderen Gasen. Diese verschlucken (= absorbieren) elektromagnetische Strahlung bestimmter Wellenlänge.

Daher ist auch Emissionsspektrum der Sonne kein “kontinuierliches” Farbband, sondern wird auch von zahlreichen, dunklen Linien durchsetzt. So ist beispielsweise das Spektrum des Sonnenlichts bei der Natriumlinie von einer dunklen Linie durchsetzt.

Diese Beobachtung geht auf Joseph von Fraunhofer zurück, der diese zu Beginn des 19.Jdhs. feststellte. Daher werden diese Linien im Spektrum des Sonnenlichts auch als Fraunhofersche Linien bezeichnet.

Diese Fraunhoferschen Linien im Spektrum des Sonnenlichts entstehen dadurch, dass das Sonnenlicht durch glühende Gase / Dämpfe (die sich in der Sonnenatmosphäre befinden) durchdringt, bevor es zur Erde gelangt. Dabei wird (beim Durchgang durch diese Gas- und Metalldämpfe) ein Teil der elektromagnetischen Strahlung absorbiert.

Inzwischen hat man im Spektrum des Sonnenlichts über 20.000 Fraunhofscher Linien beobachtet und identifiziert. Da Absorptionsspektrum für chemische Elemente charakteristisch ist, konnte man so über 57 Elemente auf der Sonne nachweisen.

Interessantes:

So wurde im 19 Jhd. auch die Fraunhoferschen Linien eines Elements entdeckt, dass als Helium bezeichnet wurde (von gr. Helios = Sonne). Erst gegen Ende des 19 Jhds. konnte Helium auch auf der Erde nachgewiesen werden.Die Fraunhoferschen Linien geben  aber nicht nur Aufschluss auf die chemische Zusammensetzung der Sonnenatmosphäre, sondern auch einen Hinweis auf deren Temperatur.


Die Fraunhoferschen Linien und die Absorption von Licht – Testfragen/-aufgaben

1. Was sind Fraunhofersche Linien?

Die Fraunhoferschen Linien sind dunkle Absorptionslinien im Sonnenspektrum, die durch die Absorption bestimmter Wellenlängen von Licht durch Elemente in der Sonnenatmosphäre verursacht werden.

2. Wer entdeckte die Fraunhoferschen Linien und wann?

Die Fraunhoferschen Linien wurden im Jahr 1814 von einem bayerischen Physiker namens Joseph von Fraunhofer entdeckt.

3. Wie viele Fraunhofersche Linien gibt es im Sonnenspektrum?

Es gibt über 25.000 Fraunhofersche Linien im Sonnenspektrum.

4. Was ist Lichtabsorption?

Lichtabsorption ist ein Prozess, bei dem ein Objekt Lichtenergie aufnimmt und in eine andere Form von Energie umwandelt.

5. Welche Rolle spielt die Lichtabsorption bei der Erzeugung von Fraunhoferschen Linien?

Spezifische Wellenlängen von Licht werden von den Atomen in der Sonnenatmosphäre absorbiert. Diese Absorption erzeugt die dunklen Fraunhoferschen Linien im Sonnenspektrum.

6. Was sagt uns die Anwesenheit bestimmter Fraunhoferscher Linien über die Sonnenatmosphäre aus?

Die Anwesenheit bestimmter Fraunhoferscher Linien kann uns Informationen über die Zusammensetzung und Temperatur der Sonnenatmosphäre liefern.

7. Wie wird das Phänomen der Fraunhoferschen Linien in der Astrophysik genutzt?

Die Forscher in der Astrophysik verwenden die Fraunhoferschen Linien zur Spektralanalyse, um die chemische Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften entfernter Sterne und Galaxien zu bestimmen.

8. Was kann die Breite der Fraunhoferschen Linien uns über die Sonne sagen?

Die Breite der Fraunhoferschen Linien kann Informationen über die Druckbedingungen und Temperaturen in der Sonnenatmosphäre liefern.

9. Können Fraunhofersche Linien auch in den Spektren anderer Sterne beobachtet werden?

Ja, Fraunhofersche Linien können auch in den Spektren anderer Sterne beobachtet werden und liefern wertvolle Informationen über die Zusammensetzung und andere physikalische Eigenschaften dieser Sterne.

10. Wie wirkt sich die Temperatur auf die Lichtabsorption aus?

Die Temperatur kann den Absorptionsgrad beeinflussen. Bei höheren Temperaturen können Atome mehr Lichtenergie aufnehmen und dadurch stärkere Fraunhofersche Linien erzeugen.

Autor: , Letzte Aktualisierung: 27. Juli 2023