分光分析の幕開け（８）－フラウンフォーファー線（暗線）の正体を突き止める

ブンゼンとキルヒホフ

　1859 年、ドイツの化学者ローベルト・ブンゼンと物理学者グスタフ・キルヒホフはスペクトル測定の研究を進めていました。ブンゼンが発明したブンゼン・バーナーはほぼ無色の炎を出すことができました。ブンゼンとキルヒホフは、この炎に物質を入れ、物質から出る光のスペクトルを調べる炎光分光分析という分析法を開発しました。1860年に分光学的手法によりセシウムとルビジウムを発見しています。

キルヒホフ（左）とブンゼン（右）

太陽光のスペクトルの解析

　ブンゼンとキルヒホフは炎光分光分析法で太陽光のスペクトルの分析を行い、フラウンフォーファー線のD線について調査しました。２人は太陽光のスペクトルに D の暗線が生ずるのは、太陽光がナトリウム原子が出す光を含まないからだと考えました。そして、太陽光とナトリウム原子の光を混合すると、ナトリウム原子のDの輝線が太陽光のDの暗線を補い、全体としてはDの暗線が消えると考えました。ところが、実験の結果は、Ｄの暗線が消えるどころか、予想に反して、より暗くなってしまったのです。

暗線の正体を突き止める

　ブンゼンとキルヒホフは、暗線が生じないオイルランプの光とナトリウム原子の光で同様の実験をおこないました。すると、D の暗線をもつスペクトルが得られたのです。２人はこの結果について、「オイルランプの炎の中にはナトリウム原子がたくさん存在する。そこに、
ナトリウム原子が出す光がやってくると、オイルランプ中のナトリウム原子がその光を吸収する。その結果、Ｄの位置の光が欠けて暗線が生じる」と結論づけました。

　つまり、ブンゼンとキルヒホフは原子自らが発光する光と同じ光を吸収することを発見したのです。

人気ブログランキングへ

• 分光分析の幕開け（１）－炎色反応でナトリウムの輝線を発見
• 分光分析の幕開け（２）－ニュートンのプリズム実験
• 分光分析の幕開け（３）－赤外線の発見
• 分光分析の幕開け（４）－紫外線の発見
• 分光分析の幕開け（５）－可視光線の波長範囲の測定
• 分光分析の幕開け（６）－赤外線も紫外線も光の仲間
• 分光分析の幕開け（７）－フラウンホーファー線の発見
• 分光分析の幕開け（８）－フラウンフォーファー線（暗線）の正体を突き止める
• 分光分析の幕開け（９）－天体からのメッセージ