Star spectra

Spectroscopie
Bart Bozon
Vega
M27
Inhoud

Theorie
Licht
 Emissie / absorptie spectra
 Diffractie – prisma/tralie

Professionele Toepassingen
 Mogelijkheden voor de Amateur

Geschiedenis - Licht I
OPTICS
Eerste boek over reflectie, perspectief
erg geredeneerd vanuit het oog
Euclides van Alexandrië
~300 BC
Licht II
Hypothesis of Light (1675)
Isaac Newton
Newton's experiment I
Toenmalige gedachte:
Prisma's kleuren het licht!
Newton's experiment II
Licht bestaat uit verschillende kleuren licht!
Breking verklaren?
Newton:
Tijdens de overgang
krijgt het licht deeltje
spin mee...
Verschillende deeltjes (kleuren) krijgen meer of minder spin...
Maar dan?
Licht zijn golven!!!
Christian Huygens
Diffractie / buiging/ interferentie..
(twee vinger experiment)
Licht golven, hoe zit dat dan?
ROOD
= weinig energie
BLAUW
= veel energie
Golflengte
licht = elektromagnetisme?
~ 1864 komt maxwell erachter (gebaseerd op faraday's werk) dat elektriciteit
samenhangt met magnetisme...
Hij berekende de snelheid van een elektromagnetische golf... die was gelijk
aan de lichtsnelheid...
"We can scarcely avoid the conclusion that light consists in the transverse
undulations of the same medium which is the cause of electric and magnetic
phenomena."
~1894
De wereld is simpel. Licht zijn elektromagnetische golven!!! (hoera!!!)
maar dan....
Planck onderzoekt zwarte stralers (black body radiation)
UV catastrofe... kan niet als het golven zijn!
1905
Nobel prijs voor foto elektrisch effect...
Licht (b)lijkt toch in pakketjes (quanta) te komen!!!
1920
De Broglie : Waarom zitten electronen in schillen?
Electronen zijn ook golven!
Niels Bohr: Alles zijn golven en deeltjes!
Quantum mechanica...
Licht anno nu
licht = elektromagnetische straling
 duaal karakter

golven = interferentie
 deeltjes = foto elektrisch effect

Inhoud

Theorie
Licht
 Emissie / absorptie spectra
 Diffractie – prisma/tralie

Professionele Toepassingen
 Mogelijkheden voor de Amateur

Licht


Een atoom kan een foton uitzenden of opnemen (emissie of absorptie)
Het energie niveau (= frequentie) is heel specifiek voor het
atoom/elektron!
foton (licht)
elektron
Atoom kern
H2-spectrum
Electronen bewegen in banen
(want zijn golven -> quantum)
Ge-exciteerde electronen
kunnen terug vallen...
maar de energie moeten ze
kwijt door fotonen!!!
Fotonen hebben verschillende
kleur...
Emissie / absorptie spectra
Spectrum lijnen zijn
specifiek voor het
gas!
Gloeilamp
Gasontladings lamp
Inhoud

Theorie
Licht
 Emissie / absorptie spectra
 Diffractie – prisma/tralie

Professionele Toepassingen
 Mogelijkheden voor de Amateur

Prisma
Raster

Een raster (grating) splits het licht ook in
de verschillende frequenties / kleuren
Licht - diffractie

Een raster splits het licht in 0-orde
(rechtdoor) en 1-, 2-, 3- ordes
Mate van diffractie
hangt af van het
aantal lijnen per mm
(hoe meer lijnen hoe
breder het spectrum)
Licht - diffractie

Er zijn 2 type rasters:



transmissie (“slits”)
reflectie (richels)
Een “blazed” raster/grating versterkt een orde (bv
1-orde)
Inhoud

Theorie
Licht
 Emissie / absorptie spectra
 Diffractie – prisma/tralie

Professionele Toepassingen
 Mogelijkheden voor de Amateur

Joseph Fraunhofer* ~ 1814
Spectroscoop met raster
* spin off : doublet!
Fraunhofer lines
Zon spectrum
Spectrum Analyse

Met behulp van spectra kun je de compositie van media
bepalen (hetzij absorptie, hetzij emissie).

Helium is zo ontdekt! (als eerste op de zon)
En de sterren?
Henry Draper
Angelo Secchi
Lewis Morris Rutherfurd
William Huggins
et al...
Sterren verklaard
Sterren
verklaard II
Doppler effect I
Doppler effect II
Uitdijing van het heelal
Hubble
Ultra Deep Field
Red shift!!
James Webb telescope
•MIRI
•NIRcam
•NIRspec
•NIRISS
= Camera + spectrograaf
= Camera
= Spectrograaf
= Camera + Slitless spectrograaf
Merendeel van het astronomisch onderzoek wordt met spectroscopie gedaan!!!
Zijstap: Waarom zien wij
zichtbaar licht?
Inhoud

Theorie
Licht
 Emissie / absorptie spectra
 Diffractie – prisma/tralie

Professionele Toepassingen
 Mogelijkheden voor de Amateur


van goedkoop naar duur!
http://www.cs.cmu.edu/~zhuxj/astro/html/spectrometer.html
Spleet
Spleet
Na lamp
Zon
http://www.vego.nl/ipacity/19/19.htm
Hand spectroscoop (bouwpakket)
6,64 euro....
http://www.edmundoptics.com/optics/gratings/holographic-diffraction-grating-film/1490
~20,- euro
Zelfbouw?
http://www.robtics.nl/product_info.php?products_id=2278
STAR ANALYSER
115,- euro
http://www.starspectroscope.com/
http://www.optcorp.com/product.aspx?pid=329-4234
RAINBOW OPTICS
~250,- euro
http://www.rspec-astro.com/dslr-adapter/
Resultaten
Vega
M27
Vspec freeware
http://www.astrosurf.com/vdesnoux/
Rspec $99,http://www.rspec-astro.com/
Resultaten II
Stap 1 : foto met >10 sec belichting tijd.
Let op! telescoop drive uit! (trailing)
Stap 2 : Ster stukje uitknippen met
bv gimp, horizontaal uitlijnen!
Stap 3 : Door Vspec halen
eventueel calibreren
AMATEUR HIGH END!!!

Zelfbouw

http://www.astrosurf.com/buil/spectrographs.htm
AMATEUR HIGH END!!!

Kopen
Baader ~1700,-
Shelyak ~1000....~3000
Conclusie
Spectroscopie is bouwsteen van astronomie
 Amateur spectroscopie hoeft niet
duur/ingewikkeld te zijn
