‫הספקטרום האטומי‪:‬מחקר על השמש‬ ‫מגישה‪:‬אלינה בוריסובר‬ ‫ת‪.‬ז‪311008007 :‬‬ ‫נושא זה קשור לפיסיקה אטומית‪:‬ניסוי שטרן‪-‬גרלך ואפקט זימן‪.‬‬ ‫השמש היא הכוכב הכי קרוב לכדור הארץ ונמצאת במרכזה של מערכת השמש‪ .‬כדור הארץ וגופים‬ ‫נוספים חגים סביב השמש ב מסלולים קבועים עקב כוח המשיכה שלה‪ .‬צורתה כדורית והיא מורכבת‬ ‫מפלזמה חמה )פלזמה‪ -‬מצב צבירה גזי שבו חלק מהחלקיקים מיוננים( משולבת עם שדות מגנטיים‪.‬מסת‬ ‫השמש היא כ‪ 99.86%-‬מהמסה הכללית של מערכת השמש‪.‬מבחינה כימית מימן מהווה כשלושה רבעים‬ ‫מהרכב השמש‪ ,‬הרבע הנוסף מורכב בעיקר מהליום ומכמויות קטנות של גזים נוספים )חמצן‪,‬‬ ‫פחמן‪,‬חנקן‪,‬ניאון‪.(..‬טמפרטורת פני השטח של השמש )הפוטוספרה( היא כ‪ .5778K-‬הטמפרטורה‬ ‫והרכבה של השמש התגלו בעזרת מחקר של הספקטרום האטומי של השמש‪.‬‬ ‫הספקטרום של השמש נוצר כאשר אור יוצא מהפוטוספרה דרך האטמוספרה של השמש ומגיע אל‬ ‫האטמוספרה של כדור הארץ‪.‬ניתן לקבל את הספקטרום של השמש ע"י העברה של קרן אור דרך חור‬ ‫קטן ואז להעבירו דרך מנסרה‪ ,‬ניסוי שבוצע לראשונה ע"י אייזק ניוטון בשנת ‪:1666‬‬ ‫הספקטרום של השמש הינו ספקטרום רציף‪,‬זהו בעצם הספקטרום של הפוטוספרה‪ ,‬ספקטרום ש מאפיין‬ ‫"גוף שחור" ) גוף שבולע את כל הקרינה שפוגעת בו ופולט קרינה בתחום רחב של אורכי גל(‪ .‬עם זאת‬ ‫בספקטרום של השמש ישנם קווי בליעה בדידים שמצביעים על היסודות שמרכיבים את השמש‪-‬כל יסוד‬ ‫בולע קרינה באורך גל שונה‪ ,‬מכיוון שאורכי הגל מראים על הצבעים שמתקבלים בספקטרום כל יסוד‬ ‫בולע בתחום צבעים אחר‪ .‬קווי בליעה אלו נוצרים כתוצאה מכך שהאטמוספרה נמצאת בטמפ' הרבה‬ ‫יותר נמוכה מהפוטוספרה‪ ,‬ולכן בגלל תגובות שונות באטמוספרה מתקבלת בליעה של האור באורכי גל‬ ‫מסוימים‪ ,‬דבר שמתבטא בקווי הבליעה הבדידים בספקטרום של השמש‪.‬‬ ‫לפי המיקום ש ל קווי הבליעה על הספקטרום ניתן היה לגלות את היסודות המרכיבים את השמש‪ ,‬מכיוון‬ ‫שלכל יסוד כימי יש את קווי הבליעה שמתאימים רק לו‪.‬‬ ‫תופעה מעניינת נוספת שמתרחשת על השמש היא קיום של שדה מגנטי מורכב )לא אחיד(‪ ,‬שגורם‬ ‫לפעילות סולרית רבה‪-‬כתמי שמש‪,‬רוח סולרית )רוח שמש‪-‬שטף של חלקיקים טעונים‪,‬לרוב פרוטונים‬ ‫ואלקטרונים‪,‬שנפלטים מהעטרה של השמש לכיוונים שונים(‪ .‬המגנטי נוצר כתוצאה מהסיבוב של השמש‪.‬‬ ‫השמש לא מסתובבת כגוף קשיח ואחיד‪ -‬חלק מהאזורים בה נעים מהר יותר וחלק לאט יותר‪ .‬כתוצאה‬ ‫מהסיבוב נוצר זרם של גז מיונן שמוליך חשמל בצורה טובה‪ .‬כאשר המוליך החשמלי מסתובב בצורה‬ ‫מהירה כנגד זרם של חלקיקים טעונים הוא יכול להמיר חלק מהאנרגיה של זרם החלקיקים הטעונים‬ ‫שנפלט החוצה לשדה מגנטי )נקרא גם אפקט הדינמו‪.(dynamo effect ,‬‬ ‫בנוכחות של שדה מגנטי רמות האנרגיה של אטומים‪ ,‬יונים ומולקולות מתפצלות למספר רמות אנרגיה‪,‬‬ ‫דבר שיגרום לקווי הבליעה להתפצל גם‪:‬‬ ‫אפקט זה נקרא אפקט זימן )‪ (Zeeman Effect‬וריבוי קווי הבליעה נקרא פיצול זימן ) ‪Zeeman‬‬ ‫)‪ Splitting‬ולפי פיצול זימן ניתן לדעת איפה נמצאים השדות המגנטיים ואת עוצמתם‪.‬‬ ‫שדות מגנטיים חזקים גורמים להופעה של כתמי שמש‪ :‬כאשר מדדו את האור שעובר מכתמי השמש גילו‬ ‫פיצול זימן רב של הקווים הספקטרליים‪ ,‬כלומר‪ ,‬במקומות אלו קיים שדה מגנטי חזק מאוד‪ .‬כתמי השמש‬ ‫הינם אזורים על פני השטח של השמש שהטמפ' שלהם נמוכה יותר יחסית לסביבתם‪ .‬הסיבה לכך‬ ‫שהטמפ' שלהם נמוכה יותר היא בגלל הקיום של השדה המגנטי ‪ :‬מתחת לפוטוספרה ישנו אזור שאחראי‬ ‫על העברת החום מפנים השמש החוצה )ע"י העברה של גזים מפנים השמש אל פני השמש(‪ .‬שדות‬ ‫מגנטיים מפעילים כוחות על החלקיקים טעונים‪ ,‬ולכן הסעת החום נחלשת‪ ,‬מעבר הגז החם נחלש ולכן‬ ‫האזורים שנמצאים על פני השטח מקבלים שטף קטן יותר של גז חם ולכן הטמפ' באזורים אלו נמוכה‬ ‫יותר והאזורים נראים כהים יותר‪.‬‬ :‫מקורות‬ http://en.wikipedia.org/wiki/Sun http://books.google.co.il/books?id=CXom04KGIL8C&pg=PA85&lpg=PA85&dq=atomic+spectr um-research+on+the+sun&source=bl&ots=N5wz2OJPKT&sig=0v65jDM7qXSHBNjj3DjmbjrE0k&hl=iw&sa=X&ei=p1EQT8OiDMX_8QOYtKjHAw&ved=0CCYQ6AEwAQ#v=onepage &q=atomic%20spectrum-research%20on%20the%20sun&f=false http://www.saburchill.com/HOS/astronomy/028.html http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A7%D7%95%D7%91%D7%A5:Fraunhofer_lines.svg http://www.chemteam.info/Electrons/Spectrum-History.html http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=10170 ‫ לקוחות מויקיפדיה‬1,2,3 ‫תמונות‬