Kleuren spectra van elementen in aangeslagen toestand

De spectra direct hieronder zijn Jpeg-bestanden van de meest voorkomende elementen in het zonnespectrum in volgorde van afnemende aanwezigheid.
Na deze Jpeg-plaatjes is er tabel met de mogelijkheid om naar pagina waarop elk element afzonderlijk staat vermeld met eventuele mogelijke variaties zoals in contrast en lijnbreedte kunt uitproberen.
Wilt u alle applets in een keer zien, klik dan hier voor alle elementen.

Het Java programma produceert 24 bits kleurentekeningen. Het kan handig zijn om het aantal bits te verhogen om de details in de spectra zichtbaar te maken. Vooral schermen die beperkt zijn tot 256 kunnen niet alle kleuren juist weergeven. Probeer uw schermresolutie op te voeren naar 16 of zelfs 24 bits (16 miljoen kleuren).

Waarschuwing: Er kan steeds een kleine vertraging optreden omdat elk applet de gegevens van de emissielijnen van het element eerst leest en daarna het spectrum berekent...

• Klik op een element in de eerste kolom van de tabel hieronder om het applet van het spectrum te starten.
• Als je de voorkeur geeft om niet het applet te starten en toch het spetrum wilt zien, kun je door het element in de op ene laatste kolom aan te klikken het JPG- afbeelding oproepen.
  

De meest voorkomende elementen in het zonnespectrum. (in volgorde van afnemende aanwezigheid)
Atoom Nummer	Element	Symbool	Data bestand	Emissie Lijnen 4000-7000 Å	Jpeg afbeelding
1	Waterstof	H	Waterstof.TXT	5	JPEG
2	Helium	He	Helium.TXT	23	JPEG
8	Zuurstof	O	Zuurstof.TXT	73	JPEG
6	Koolstof	C	Koolstof.TXT	27	JPEG
7	Stikstof	N	Stikstof.TXT	84	JPEG
10	Neon	Ne	Neon.TXT	75	JPEG
12	Magnesium	Mg	Magnesium.TXT	54	JPEG
14	Silicium	Si	Silicium.TXT	109	JPEG
16	Zwavel	S	Zwavel.TXT	39	JPEG
26	IJzer	Fe	IJzer.TXT	235	JPEG
11	Aluminium	Al	Aluminium.TXT	38	JPEG
20	Calcium	Ca	Calcium.TXT	78	JPEG
18	Argon	Ar	Argon.TXT	159	JPEG
11	Natrium	Na	Natrium.TXT	90	JPEG
36	Krypton	Kr	Krypton.TXT	75	JPEG
54	Xenon	Xe	Xenon.TXT	139	JPEG
Alle spectra		Hoge resolutie 784 X 64

Atoom nummer	Het aantal protonen in de kern van het element.
Element	Klik op de naam van een element in deze kolom en u gaat de pagina met het applet dat de emissie lijnen zal weergeven.
Symbool	Symbool in het periodiek systeem der elementen
Data bestanden	Klik op een element om een tekstbestand op te vragen waarin een lijst met emissielijnen in nanometer staan met de daarbij horende sterkte.
Emissie lijnen 400-700 nm	Aantal emissie lijnen in het zichtbare licht
Jpeg plaatje	JPEG screen grab (784 X 8). De kleine hoogte is om de transmissietijd te verkorten, het kan vergroot worden naar 64 pixels door HEIGHT=64 te gebruiken in IMG tag of het HTML-bestand. Als u het bestand buiten uw browser wilt gebruiken, kunt u het plaatje vertikaal vergroten met een tekenprogramma.
Original data	Spectra van neutraal en enkel geïoniseerde elementen van het Astronomical Data Center (ADC) catalog A6016, van Reader J., Corliss Ch.H. :1981, 'Line Spectra of the Elements', CRC Handbook of Chemistry and Physics; NSRDS-NBS 68

Het element, golflengtebereik en de bandbreedte worden allen gebruikt door de applet variabelen (parameter=PARAM tags) in de HTML bron voor deze pagina. Er zijn ook nog andere opties zoals de breedte en de hoogte van het spectrum in pixels. Ook het contrast kan gevarieerd worden.
Er is ook een mogelijkheid om een continue zwartlichaam spectrum over het geheel heen te projecteren van variabele sterkte en de golflengte te beperken.
Hier zijn de variabelen voor Neon weergegeven:

<APPLET CODE=discharge.class WIDTH=784 HEIGHT=64>
<PARAM NAME=element VALUE=NEON.TXT>
<PARAM NAME=startWavelength VALUE=4000>
<PARAM NAME=endWavelength VALUE=7000>
<PARAM NAME=lineWidth VALUE=2.5>
<PARAM NAME=contrast VALUE=10>
<PARAM NAME=continuum VALUE=0.3>
</APPLET>
  

Het gestimuleerde gasontlading spectrum is samengesteld door elke emissielijn aan een gaussische kromme toe te wijzen en elk punt in het spectrum wordt berekend door de wiskundige som van alle emissielijnen. .

Contrast:

• Bereik: 1 to 10000 (de bovengrens komt overeen met de intensiteit van de zwakste emmissielijn)
• Standaard 1: deze komt overeen met de sterkste emissielijn opdat geen vertekening in het lijnenspetrum veroorzaakt wordt.
• Moet aangepast worden aan het overbelichten van andere lijnen en moet de intensiteit van de zwakkere lijnen versterken.
  Moet niet te hoog staan omdat dan enkele lijnen kunnen overlopen, ook kan relatieve verschillen tussen verschillende emissielijnen verdwijnen. Er moet een compromise bereikt worden.

Bereik:

• 0 to 100
  
• Standaard: 3
• De breedte van de lijnen kan door de gebruiker aangepast worden. Men moet het lijn profiel zo aanpassen dat de breedte van een lijn minstens een pixel groot is. Te klein betenkent dat ¨ undersampling¨ kan voorkomen, sommige lijnen kunnen dan verdwijnen. Als de lijn echter te breed wordt, kan deze overvloeien in andere lijnen. Er moet dus weer naar een compromie gezocht worden.

Continuum

• Range: 0 to 1
• Standaard: 0.3
  
  

Natuurkunde:

In veel plasma omgevingen is er een resident achtergrond licht dat het spectrum kan vervuilen door of scattering van een uitwendige witte bron of door inwendige transmissies met ijzerion continuum. Dit zorgt ervoor dat een zuivere achtergrond zichtbaar wordt als een zwakke regenboog onder de meeste emissielijnen. Dit zorgt voor een prttig gekleurde achtergrond dit de ruimtes tussen de emmissielijnen opvult.

Natuurkundige achtergrond

Er zijn twee lijn verbreding mechanismes: instrumentele en intrinsieke :

• Instrumentale verbreding
  Deze is afhankelijke van de spectroscopische resolutie en de onderzoeker kan deze zelf vast stellen. Vaak kan een hogere resolutie bereikt worden door grovere gratings of door grovere grating in hogere orde of langere weglengte voor fourier transform spectrometers.
• Intrinsieke verbreding
  De tweede is fundamentele lijn verbreding die door minstens drie factoren wordt bepaald:
  • Related to special relativity: Motion components of a particle along the line of sight causes a shift in radiation frequency. Since particles generally have a distribution of velocities, this creates a gaussian blurring in the spectral lines.
  • Lifetime Broadening Quantum mechanical in origin : Allowed transitions have a short lifetime and this translates to some uncertainty in the frequency of atomic oscillators creating a Lorentzian line profile.
  • Density Broadening: Combination of quantum mechanical and electromagnetic effects: Ions are bombarded by transient electric and magnetic fields of high speed electrons zipping nearby, these electric fields split and shift the energy levels. This constant perturbation within the plasma environment depends most strongly on density and causes strong line broadening in higher density plasmas. Temperature, ionization level and the particular quantum transition involved also plays a role.

  
  In most thin plasmas one sees a combination of Doppler and Lorenztian broadening called Voigt profiles. The Lorentzian component affects mostly the low intensity 'wings' of the emission lines so line profiles can be approximated as gaussians, especially considering the dynamic range limitations of computer screens. Most of the time spectra taken by researchers do not fully resolve the intrinsic line profile so the lines are broadened mainly by instrumental imperfection. The data for these spectra is courtesy of the Astronomical Data Center, and the National Space Science Data Center through the World Data Center A for Rockets and Satellites.
  Spectra van zowel neutraal als enkel geïoniseerd elementen zijn van Astronomical Data Center (ADC) catalog A6016, door Reader J., Corliss Ch.H. :1981, 'Line Spectra of the Elements', CRC Handbook of Chemistry and Physics; NSRDS-NBS 68