Спектроскопия — это анализ света (или других длин волн ЭМ), который часто используется учеными для изучения того, из чего состоит объект или из чего он состоит.
Извините, если это глупый вопрос, но это звучит так же, как сказать: «Этот предмет поглощает эту длину волны или цвет, поэтому он и есть это вещество».
Я в замешательстве, как это работает на практике. В качестве знакомого примера: свет, отражающийся от листьев летом, может быть совершенно другого цвета, чем листья зимой. Вода в замерзшем состоянии выглядит иначе, чем в жидком состоянии. Медь блестящая коричневатая, если она не становится немного ржавой, тогда она становится ярко-зеленой и т. д. и т. д.
Можно ли объяснить, как мы можем с какой-то долей уверенности сказать, что данный набор провалов в длинах волн ЭМ преобразуется в идентификацию веществ?
Это касается не только спектроскопии, применяемой в астрономии, но и общего характера.
Материя может взаимодействовать с электромагнитными волнами, охватывающими очень широкий диапазон частот (энергий). Также материя может излучать электромагнитное излучение, когда находится в каком-то возбужденном состоянии.
Из-за внутреннего механизма поглощения/излучения бывает, что спектральные характеристики могут быть свойственны химической природе и физическому состоянию анализируемого вещества.
Это в основном то, что вы знаете. Ваше беспокойство, вероятно, возникает из-за того, что вы чрезмерно сосредотачиваетесь на цвете, который сам по себе не является самым мощным инструментом идентификации, или даже из-за того, что вы думаете, что конкретное состояние материи не имеет значения или изменения игнорируются.
Позвольте мне взять ваш пример с листьями. Тот факт, что их цвет претерпевает изменения, на самом деле означает, что меняется их состав. Это уже информация, а не проблема.
Представьте себе, что, наблюдая за планетой, обнаруживают, скажем, угарный газ, это не значит, что ее атмосфера не изменится. В конце концов, различные наблюдения побудили планетолога задаться вопросом, почему, возможно, прийти к выводу, что своего рода вулканическая активность или дегазация продолжаются, просто так.
Планета, выглядящая зеленой, а затем коричневой по регулярной схеме, безусловно, предполагает наличие растений или, во всяком случае, фотосинтеза на основе хлорофилла, при условии, что зеленый спектр очень похож на тот, который мы знаем, и не исходит из узких спектральных особенностей, которые в противном случае указывали бы на Например, присутствие хлора.
Другими словами, исследование образца, как в астрономии, так и на лабораторном столе, приводит к получению информации об этом образце в данный момент. Это скорее философская проблема, чем проблема спектроскопии или спектроскопии в применении к астрономии. Более того, спектроскопия не приходит сама по себе и, безусловно, требует рассмотрения сценария.
Но в его основе лежит наличие специфических особенностей, это могут быть одиночные линии или более или менее сложные спектры, и они связаны с составом образца, элементным или молекулярным, в зависимости от используемого частотного окна.
Я не уверен, что это ответ на ваш вопрос, но снова этот отрывок
«эта вещь поглощает эту длину волны или цвет, следовательно, это и есть это вещество»
является и правильным, и неправильным. К этому нужно относиться с долей скептицизма, иначе вещи должны быть проанализированы глубоко.
Что, безусловно, верно, так это то, что существуют специфические линии, типичные для элементов, или другие спектральные характеристики, типичные для молекул. Объяснить, почему это так, гораздо сложнее (для меня) сделать здесь в несколько строк. Но причина кроется в дискретной электронной структуре вещества, а также в молекулярной форме в сочетании с ограничениями, на которые могут происходить переходы. Сочетание этих двух факторов приводит к высокой специфичности.
К сожалению, не лучший пример для астрономии, но учтите, что данное соединение практически имеет свой собственный ИК-колебательный спектр, отличный от спектра любого другого соединения!
Возможно, вы захотите прочитать о спектроскопии в целом и взглянуть на Астрономическую спектроскопию в Википедии; Химические свойства
ооо
ооо
ооо
ПрофРоб
Том