Spektri
Wikipedia
Spektri eli kirjo tarkoittaa yleisesti havaitun suureen jakautumista komponentteihin taajuuden tai energian suhteen. Tunnetuin esimerkki on valon spektrin näkyminen sateenkaaressa.
Spektrien tutkimista mittaamalla ja analysoimalla kutsutaan spektroskopiaksi.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Valon spektri
Valon spektri syntyy esimerkiksi valon kulkiessa prisman läpi. Valon eri taajuudet (aallonpituudet) taittuvat eri tavoin ja silmä erottaa ne eri värisinä. Näkyvän valon lyhytaaltoinen pää on violetti ja pitkäaaltoinen punainen. Se ulottuu aallonpituuksista 390–720 nm, joskin jotkut näkevät 380–780 nm. Ihmissilmän herkkyys on suurin 555 nanometrissä, mikä vastaa keltaista valoa.
| Väri | Aallonpituus nanometriä (nm) | Taajuus |
|---|---|---|
| violetti | ~ 380–430 nm | ~ 790–700 THz |
| sininen | ~ 430–500 nm | ~ 700–600 THz |
| syaani | ~ 500–520 nm | ~ 600–580 THz |
| vihreä | ~ 520–565 nm | ~ 580–530 THz |
| keltainen | ~ 565–590 nm | ~ 530–510 THz |
| oranssi | ~ 590–625 nm | ~ 510–480 THz |
| punainen | ~ 625–740 nm | ~ 480–405 THz |
[muokkaa] Jatkuva spektri
Jos spektrissä on hyppäyksittä kaikkia aallonpituuksia sateenkaaren tavoin punaisesta oranssin, keltaisen, vihreän ja sinisen kautta violettiin, sitä kutsutaan jatkuvaksi spektriksi.
[muokkaa] Viivaspektri
Jos spektrissä on vain tiettyjä aallonpituuksia, sitä kutsutaan viivaspektriksi. Tietyt aallonpituudet ovat spektriviivoja. Fysiikan lakien mukaan tietty alkuaine tuottaa tietyssä lämpö- ym. tilassa vain tietyt viivat. Viivaspektri kertoo rajatusta alkuainekoostumuksesta. Kirkkaat spektriviivat ovat emissioviivoja. Esimerkiksi loisteputki säteilee emissioviivoja. Jatkuvan spektrin päällä olevat tummat viivat ovat absorbtioviivoja tai imeytymisviivoja. Ne syntyvät tietyn taajuisten valonsäteiden imeytyessä tiettyihin atomeihin tai molekyyleihin. Spektriviivoista voi alkuainekoostumuksen lisäksi päätellä myös kappaleiden liiketiloja Doppler-ilmiön perusteella.
Lähes kaikki tietomme tähdistä on saatu niiden spekristä.
[muokkaa] Sähkömagneettisen säteilyn spektri
Koska valo on sähkömagneettista säteilyä, spektrin käsite on laajennettu myös valoa matalampiin ja korkeampiin taajuuksiin (valoa pidempiin ja lyhyempiin aallonpituuksiin) alkaen radioaalloista aina gammasäteilyyn saakka jolloin sitä kutsutaan sähkömagneettiseksi spektriksi.
Sähkömagneettisen säteilyn kuljettajina toimivien fotonien energia on riippuvainen säteilyn taajuudesta, ja tästä syystä spektri voidaan määritellä myös säteilyn energiajakaumaksi eli energiaspektriksi.
Energiaspektri voidaan luonnollisesti määrittää sähkömagneettisen säteilyn tapaan mistä tahansa säteilystä.
Aineen ominaisuuksia tutkitaan yleisesti sen eri tilanteissa emittoiman tai absorboiman säteilyn spektrin avulla. Tällaisia menetelmiä on hyvin suuri joukko ja niitä kutsutaan spetroskooppisiksi.
[muokkaa] Signaalin spektri
Signaalin spektri tarkoittaa myös sähkötekniikassa ja signaalinkäsittelyssä taajuusjakaumaa. Mitattu signaali voidaan jakaa eri taajuisten osasten summaksi Fourier muunnoksella tai mitata se suoraan spektrianalysaattorilla.
[muokkaa] Äänen spektri
Myös ääni, kuten kaikki aaltoliike voidaan jakaa eri taajuisiin osiin ja siten mitata sen spektri. Ihmiskorvan kuuleman äänen spektri katta taajuusalueen n. 16 - 20 000 Hz. Matalataajuisia ääniä kutsutaan bassoiksi ja korkeataajuisia ääniä diskanteiksi. Ihmisen kuuloalueen alapuolisia ääniä kutsutaan infraääniksi ja yläpuolisia ultraääniksi.
