书城教材教辅激发青少年物理兴趣的故事(启发青少年的科学故事集)
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第27章 夫琅和费线之谜

1814年,德国年轻望远镜制造家夫琅和费在制造高质量透镜时,需要确定玻璃的折射特性,研究了大量太阳光谱。他发现在七彩斑斓的太阳光谱中有一条条暗线,共计574条,其中最突出的几条他用A、B、C、D……H、I等9个字母来标记。后人为了纪念他的功绩,把太阳光谱中的这几百条暗线称为“夫琅和费线”。

太阳光谱中为什么会有夫琅和费线?夫琅和费线标志着什么?这成了天文学上的一个谜。

1859年,德国物理学家基尔霍夫在研究太阳光谱时,把灼烧着食盐的火焰放在太阳光束经过的路途上,再让太阳光束进入光谱仪。他原以为太阳光中也有食盐发出的那种黄色光,再加上食盐火焰发出的黄色光,在光谱仪上看到的应该是更强的黄色光,结果却适得其反,在应该出现亮线的地方却出现了暗线,并且,暗线的位置恰恰与太阳光谱中原有的两条暗线D1、D2相重合。这个现象意味着,如果亮线表示发射,暗线就表示吸收。

由此,基尔霍夫想到了太阳光谱中的几百条夫琅和费线,它应该是由太阳外层大气中包含的多种物质的吸收所造成的。例如,既然在太阳光谱的暗线D1、D2中有钠的黄色特征线,那么,由此可以推断,太阳大气中必定含有钠元素。

夫琅和费暗线之谜解开了。从此开创了天体物理的新纪元。在此之前,人们通过望远镜只能观察天体的外部面貌,而无法研究天体的内在结构(例如某天体是由哪些元素构成的),因为你无法亲自到这些天体上去看个究竟。有了天体光谱的研究后,天体的构成之谜就逐一解开了。目前,已对上千条太阳光谱中的暗线作了认证,在太阳上找到了67种地球上有的元素。同时,天体物理学家研究了其他的恒星光谱,大大丰富了人类对宇宙的认识。