天文科普：什麽是夫朗禾費線？人類探索宇宙，為何離不開它
把太陽光進行色散處理之後會得到下面這張圖片
這是太陽的光譜圖，如果仔細地觀察，我們可以看到， 在這個光譜圖中存在著數量眾多的暗色條紋，這個暗色條紋，我們稱其為夫朗禾費線 。這個是19世紀時的壹次偉大發現，也正是因為這個發現，才有了我們現在了解的宇宙大爆炸理論、磁星、黑洞以及尋找系外行星的種種研究。
大家好，我是騰寶，這期呢，我們就來談談夫朗禾費線。
我們知道， 太陽光在經過三棱鏡之後，會分散成顏色不同的光，就像彩虹那樣，這個稱為光的色散，而色散之後得到各個顏色的光，則稱為光譜！這個是牛頓在17世紀時首次發現。
在牛頓發現太陽光可進行色散處理的100多年之後！
1802年，壹個名叫沃拉斯頓的科學家。對牛頓的實驗進行了改進，這個改進使得色散之後光譜的精度得到了增加，能看清以前無法看清的細節。 通過改進沃拉斯頓首次發現，太陽的光譜並不是連續的，它存在暗色的條紋，暗色條紋把不同顏色的光都間隔了開來
所以當時沃拉斯頓是認為，暗色條紋應該是不同顏色的分界線，它並沒有值得研究的地方，雖然猜測有誤，但這個發現，卻是暗色條紋的首次現世。
在1817年，夫朗禾費，設計了首款光譜儀，通過光譜儀他發現， 太陽光譜中的暗線多達576條之多，並且這些暗線的寬窄和位置各不相同 ，所以這暗示著， 這些暗色條紋絕不是顏色分界線那麽簡單 。
但至於這些暗色條紋到底隱藏著什麽，夫朗禾費並不清楚。雖然不知道它是什麽，但夫朗禾費也做了壹項了不起的工作，他對發現的570多條暗線，壹壹測量了其對應的波長，並做下標記。而這壹工作，為之後解開暗線之謎，打下了堅實的基礎，所以當後人們了解了暗線之謎之後呢，為了紀念他，便把這些暗色條紋，稱為夫朗禾費線！
而暗線之謎的解開，是1859年德國物理學家基爾霍夫和化學家本生的壹次發現。
我們知道，燃燒不同的元素會有不同顏色的光，比如鈉元素的焰色為金黃色，銅是綠色。
而基爾霍夫和本生通過光譜儀，將這些元素發出的光進行了色散，得到了其光譜。 他們發現，元素發出的光在光譜中的呈現，是壹條條明亮的亮色條紋 ，而每種元素都具有特定的亮線，比如鈉元素的光譜，就是具有這樣黃色的雙條紋特征。
那麽反過來，是不是我們就可以通過這樣的光譜推測其是為什麽元素？
答案是，肯定的！
通過元素的發射光譜，我們就可確定其是什麽元素！
那這和暗線有什麽關系呢？
1859年，基爾霍夫和本生用壹種名叫本生燈的儀器，照出了暗線背後的秘密。
本生燈的光源是石灰光，這種光源具有連續的光譜， 但當基爾霍夫和本生讓這種光源穿過具有不同元素的氣體時，他們卻發現，本來連續的光譜上，竟然出現了暗色相間的條紋 ，並且這些暗色條紋出現的位置以及它們的寬窄，都與之前燃燒元素時的亮色條紋壹壹對應。
也就是說， 暗色條紋和亮色條紋，應該都是元素所致，暗色條紋為元素吸收線，亮色條紋為發射線 。隨即，基爾霍夫和本生立馬和之前夫朗禾費測量的太陽光譜中的暗線進行了對比，果然這些暗線都能和已知元素的發射線相對應！自此，暗線之謎便被解開！光譜分析，也便成了現如今我們 探索 宇宙的秘密武器！
那通過夫朗禾費線，我們到底能知道什麽呢？
就像前面我們所說，對遙遠的天體進行色散處理，我們會得到壹個充滿暗色條紋的光譜，因為暗色條紋是元素的吸收線，所以通過吸收線，我們就可以推測壹個天體的元素組成，這是其壹！
再壹個，就是根據光譜，我們可以判斷壹道光， 是否發生紅移和藍移 。
前面我們曾說過， 元素的吸收線在光譜中的位置都是固定的 ，但這個是在壹般情況， 當光的波長存在變化時，元素吸收線在光譜中的位置，也會隨即發生變化 。
比如若是天體存在多普勒效應，多普勒效應描述的是，波源相對於觀測者的運動變化而造成波長變化的壹種現象，當波源遠離觀測者時，其波長會被拉長，反之其波長會被壓縮！那麽波長變長，表現在光中，就是變紅，而在其上的光譜吸收線呢，則看著是往紅波段移動了，這個就是紅移，反之，則是藍移。
那麽通過光譜的紅移和藍移，我們就可推測出壹個天體相對於我們的運動狀態。
在1927年時，哈勃就曾根據光譜的紅移和藍移，確定大部分星系都是在遠離我們的事實，進而得出宇宙膨脹的看法。
那，通過分析光譜的紅移和藍移呢，我們還可以用來尋找系外行星！
現在尋找系外行星的方法主要有兩種， 壹種是淩日觀測法，壹種則是徑向速度法 。
其中 徑向速度法，就是根據光譜的紅移和藍移 。當壹個恒星的周圍存在行星時，因為行星的引力也會給恒星帶來幹擾，使其出現擺動現象，那麽在我們視線方向上，就會出現壹前壹後這樣周期的變化，那表現在光譜中，就是有規律的紅移和藍移。根據這個我們就可以推測出，恒星周圍是否存在行星以及它的公轉周期等等。
通過光譜，我們還可以推算遙遠天體的磁場。
1896年，物理學家塞曼曾發現，把光源設立在強磁場下，元素的吸收線會發生分裂現象，磁場越強，譜線分裂的間距則更大，我們稱這種現象為塞曼效應，那麽通過塞曼效應，我們就可推測壹個天體的磁場強度。
總之呢，雖然現在我們無法離開太陽系，但通過我們人類的智慧以及在先輩們壹代又壹代的努力下，通過觀測光譜，我們打開了壹扇窺探宇宙的大門。