スペクトルとはなにか

質問

遠くの星を見ると、星は後退しているので、光の波長が伸びて、光は赤い色に見える。これは光のスペクトルが赤くなるからである。逆に近づいてくる星は波長が短くなるのでスペクトルが青くなるといわれる。スペクトルとは何ですか。見る事はできますか。私は、スペクトルとは虹のようなものだと思っています。この考えは正しいですか。教えてください。

回答No.4

genso-cake

私も、この辺のことで悩んだ記憶があります。
確か中学校の頃だったのですが、赤方偏移のことでどうして偏っているのかわかるのだろうって感じてました。

さて、スペクトルとは、横軸に波長、縦軸にその強さをとったグラフと考えればわかりやすいです。

たとえば、赤い光は、赤色の波長の強さが強い(yが大きい)グラフになります。
と考えると、我々はいつもスペクトルを感じているって考えてもいいかと思います。

ただ、混ざった状態では、何も出来ませんから、プリズムを用いて波長ごとに分解し、
その強度を調べるわけです。

以上のように、スペクトルとはいろいろな波長の光の強さを示したものですから、
スペクトルが赤くなるとか、青くなるとかいう表現はしません。
赤の方にずれるとか、偏るとか言う表現になります。

ところで、星の話ですが、星の光をプリズムを通して観察すると、
特徴的な明るいところや暗いところが現れます。
これは、原子や分子固有ものものであって、計算または実験で求められます。

しかし、遠くの星になるとこの波長がずれています。
これが、質問のところに書かれたとおり、ドップラー効果でずれた部分です。

昔、ハッブルというひとが、このずれと距離の関係を求めました。
(距離は他の方法で算出します)
そうしたら、ほとんどの星(正確には銀河)が波長が長い方にかたより、
また、距離が遠いほどその偏りが大きいことがわかりました。

なお、星が後退しているのは、重力的つながりが薄いものどおしということです。
ですから、我々のいる天の川銀河内の星では関係ありません。
つまり、肉眼で見れる星では関係ありません。
銀河内の星でいろいろな色があるのは、表面温度の差です。

お礼

ご丁寧な回答をいただきありがとうございました。私は、スペクトルとは虹のようなものだと、軽く考えていましたが、間違っていました。かなり難しいと思いました。寄せていただいた回答を参考にして自分でも調べてみます。お礼申しあげます。

回答No.3

debukuro

＞光の波長が伸びて、光は赤い色に見える
これは違います
特定の元素の出すスペクトルが赤の方向にずれるということで全体の色が赤くなるわけではありません
たとえていえば
私たちの目は波長が800から400ナノメートルまでの電磁波を見ることが出来ます
これは虹色の細長い窓を通して電磁波を見ているようなものです
電磁波に色があるのではなく私たちが電磁波を見る目に色があるのです

お礼

ご丁寧な回答をいただきありがとうございました。私は、スペクトルとは虹のようなものだと、軽く考えていましたが、間違っていました。かなり難しいと思いました。寄せていただいた回答を参考にして自分でも調べてみます。お礼申しあげます。

回答No.2

rnakamra

>スペクトルとは虹のようなものだと思っています。この考えは正しいですか
まあ、大体合っています。
もう少し細かく言うと、波長ごとの強度分布といったほうがよいでしょう。
単なる色の有無ではなく、光の波長ごとの強さという情報が必要です。

恒星を黒体とみなすと、スペクトルは温度の関数として与えられます。
光のドップラーシフトに伴いスペクトルが変化すると、強度分布がこの関数と合致しなくなります。(温度をいくら変えても一致しくなる)
このズレを計算することで、その恒星との相対速度を求めることができます。

お礼

ご丁寧な回答をいただきありがとうございました。私は、スペクトルとは虹のようなものだと、軽く考えていましたが、間違っていました。かなり難しいと思いました。寄せていただいた回答を参考にして自分でも調べてみます。お礼申しあげます。

回答No.1

noname#152554

http://wpedia.goo.ne.jp/wiki/%E3%82%B9%E3%83%9A%E3%82%AF%E3%83%88%E3%83%AB/?from=websearch
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ご参考までに。

お礼

ご丁寧な回答をいただきありがとうございました。私は、スペクトルとは虹のようなものだと、軽く考えていましたが、間違っていました。かなり難しいと思いました。寄せていただいた回答を参考にして自分でも調べてみます。お礼申しあげます。