spektrografi

Selite Yksinkertaisin spektrografi on prisma, joka asetetaan kaukoputken eteen. Tällaista laitetta kutsutaan objektiiviprismaspektrografiksi. Prisma levittää valon aallonpituuden mukaan spektriksi, joka voidaan tallettaa esimerkiksi valokuvauslevylle. Kaukoputkea yleensä liikutellaan valotuksen aikana hieman spektriä vastaan kohtisuorassa suunnassa, jotta spektrille saadaan tarpeellinen leveys. Objektiiviprismaspektrografin avulla saadaan kerralla kuvatuksi suuri määrä spektrejä, joita voidaan käyttää mm. tähtien spektriluokitteluun.

Yksityiskohtaisempaa tietoa saadaan rakospektrografin avulla. Siinä valo johdetaan kaukoputken polttotasossa olevan kapean raon kautta kollimaattoriin, joka taittaa tai heijastaa valonsäteet yhdensuuntaisiksi. Tämän jälkeen valo hajotetaan prismalla tai hilalla spektriksi ja fokusoidaan kameralinssin avulla ilmaisimelle, joka nykyisin on yleensä CCD-kamera. Varsinaisen spektrin viereen voidaan valottaa vertailuspektri, jonka avulla saadaan selville tarkat aallonpituudet. Suuri rakospektrografi on usein sijoitettu kiinteästi erilliseen huoneeseen kaukoputken coudé-fokukseen.

Oheisesta kuvasta käy ilmi rakospektrografin periaate. Raosta tulevat valonsäteet yhdensuuntaistetaan (eli kollimoidaan), hajotetaan prismalla spektriksi ja kuvataan valokuvauslevylle. Prismoja voi olla peräkkäin useampia. Tavallisesti prisman sijasta kuitenkin nykyisin käytetään hilaa, jolla saadaan suurempi dispersio.

Spektrografin tärkein ominaisuus on sen muodostaman spektrin mittakaava eli dispersio. Dispersio ilmoittaa, kuinka pitkä aallonpituusväli mahtuu ilmaisimen pituusyksikölle. Objektiiviprisman dispersio on tyypillisesti muutamia kymmeniä nanometrejä millimetrillä, kun taas rakospektrografilla voidaan saavuttaa dispersio 1-0.01 nm/mm, jolloin voidaan jo tutkia yksittäisten spektriviivojen muotoa. Dispersio ilmoitetaan usein laaduttomana suureena. Esimerkiksi dispersio 1 nm/mm tarkoittaa aallonpituusskaalan kasvamista miljoonakertaiseksi, joten se voidaan ilmoittaa myös muodossa 10⁶.

Prisman sijasta spektrin muodostamiseen käytetään tavallisimmin hilaa. Hilassa on vieri vieressä uurteita, tyypillisesti useita satoja millimetrillä. Hiloja on kahdenlaisia: heijastus- ja läpäisyhiloja. Heijastushilassa valoa ei absorboidu lasiin kuten prismassa tai läpäisyhilassa. Hilan dispersio on yleensä suurempi kuin prismalla. Dispersiota voidaan kasvattaa lisäämällä hilan uurteiden tiheyttä. Valon heijastuessa uurteiden seinämistä vierekkäiset säteet interferoivat keskenään, jolloin syntyy eri kertalukujen spektrejä. Juuri heijastushilaa käytetään yleisimmin rakospektrografeissa. Joissakin laitteissa käytetään myös prismaa, jonka pintaan on kaiverrettu läpäisyhila.

Erikieliset vastineet

spectrograph

englanti (English)

Käytetyt lähteet

Zubenelgenubi

Alaviitteet

Lähdeviittaus tähän sivuun:
Tieteen termipankki 19.4.2024: Tähtitiede:spektrografi. (Tarkka osoite: https://tieteentermipankki.fi/wiki/Tähtitiede:spektrografi.)

Siirry tarkastelemaan sivun muokkaushistoriaa →