宇宙10︱宇宙就是银河系，外面啥也没有？20世纪天文学大辩论( 三 )

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1859年德国人本生和基尔霍夫在烧各种金属盐的时候就发现，不同的金属会发出不同的颜色的光，经过光谱仪分光以后，每种元素的光谱都是不同的分立的线条。就跟商品的条形码一样的，这也被称为元素的指纹。

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（图：元素的发射光谱）
他俩立刻就认识到了这个发现的重要性，只要我们把已知所有元素的光谱都记录下来，那么以后只要分析一个东西的发射光谱就能知道他里面有啥元素。比如我们把氯化钠放在火里一烧，通过分析它的光谱，就能知道其中有钠元素和氯元素。
相应的，元素除了有发射光谱以外，它还有吸收光谱，吸收光谱和发射光谱的波长是一一对应的，它有怎样的发射光谱就有怎样的吸收光谱，这就是解释了太阳光中为何充满了暗线，这些都是不同元素的吸收光谱。

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（图中上：完整可见光谱，中间：氢的发射光谱，下面：氢在光谱中的吸收线，可以看出发射线和吸收线是一一对应的。）
比如说，我们在光谱中发现了一系列暗线，它对应了红色区域的6563埃，青色区域的4861埃，蓝色区域的4341埃，紫色区域的4102埃，（埃是光谱学中常用的波长单位， 1埃等于0.1纳米）这些波长的吸收线就代表中性氢的吸收线，所以我们就能够知道在光源中有中性氢的存在，因此我们通过分析太阳光中的吸收光谱，就能够知道太阳的组成成分了。
这件事我们在19世纪就搞得清清楚楚，但光谱学的作用远不止如此，那么大约在同一时间，多普勒就发现了多普勒效应，这个效应对声学和光学同样有效，相信这个大家非常清楚，一辆火车向我们开来，声调会变高，因为波长被压缩了，火车远离，声调会变低，因为波长被拉长了。

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