The Sun: Absorp/on-Line Spectrum Atomic spectral lines - - PowerPoint PPT Presentation

The ¡Sun: ¡Absorp/on-­‑Line ¡Spectrum ¡

Atomic spectral lines

Kirchhoff’s Laws ¡

• A hot, dense gas or hot solid object produces

a continuous spectrum (e.g., a blackbody spectrum). ¡

• A hot, diffuse gas produces bright spectral

lines (emission lines), an emission spectrum. ¡

• A cool, diffuse gas in front of a continuous

spectrum produces dark spectral lines (absorption lines) in the continuous spectrum, an absorption spectrum. ¡ ¡

Stellar Spectra

• Stars emit an absorption spectrum
• The hot inner core emits thermal (continuous) radiation
• The cooler atoms in the outer atmosphere of the star absorb light at the

specific wavelengths corresponding to the transitions within those atoms

• The continuous part of this spectrum can be used to find stellar

temperatures (Wein’s Law)

• We will see soon how the spectral lines can be used to study stellar

composition composition

Electron ¡Double-­‑Slit ¡Experiment: ¡ Diffrac/on ¡and ¡Interference ¡

If ¡a ¡screen ¡is ¡placed ¡here... ¡ ...we’ll ¡see ¡a ¡pa1ern ¡like ¡this ¡on ¡ the ¡screen ¡

Uncertainty ¡Principle ¡

p = h / λ

known! ¡ 2 ¡“probability ¡waves” ¡in ¡space: ¡ But ¡x NOT ¡known ¡at ¡all! ¡

position x momentum p uncertainty σ

A ¡compromise! ¡Superposi9on ¡of ¡ many ¡sine ¡waves. ¡

Visualizing ¡Electron ¡Orbitals ¡in ¡Hydrogen-­‑Like ¡Atoms ¡

Some ¡energy ¡levels ¡of ¡He ¡(the ¡next-­‑ simplest ¡atom ¡aRer ¡H) ¡

Example ¡problem: ¡Electrons ¡as ¡de ¡Broglie ¡Waves ¡

Complete ¡and ¡hand ¡in ¡for ¡par9cipa9on ¡credit ¡

Let’s ¡model ¡the ¡electron ¡in ¡a ¡ hydrogen ¡atom ¡as ¡a ¡de ¡Broglie ¡wave. ¡ The ¡circumference ¡of ¡the ¡electron’s ¡

• rbit ¡must ¡equal ¡an ¡integer ¡number ¡of ¡

wavelengths, ¡nλ ¡(see ¡figure ¡at ¡right). ¡ ¡ (a) ¡Why ¡must ¡this ¡quan/zed ¡ wavelength ¡requirement ¡be ¡obeyed? ¡ Explain ¡in ¡a ¡sentence ¡or ¡two. ¡ ¡ (b) ¡Show ¡that ¡this ¡requirement ¡leads ¡ to ¡Bohr’s ¡quan/zed ¡angular ¡ momentum, ¡L ¡= ¡nh/2π. ¡