夫琅和费暗线

早期的天文学家们只能依靠自己的一双眼睛进行观测,后来就有了望远镜,再后来是分光镜。分光镜是一种很有用的仪器,它能将白光分解为各种色光并道出它们所蕴藏着的大量秘密。得到第一个天体光谱的是牛顿,那是在 1666 年,而光谱研究的最杰出先驱者则是夫琅和费(1787—1826 年)。

我们知道,赫歇耳致力于反射望远镜的磨制工作,而夫琅和费则更喜欢折射望远镜。他制造的透夫琅和费镜的质量是当时最好的。1817 年他制造的一块口径 24 厘米的物镜,其质量之高引起了俄罗斯政府的注意并买下了它。俄罗斯天文学家斯特鲁维就是用这块物镜精确测量双星的。

夫琅和费最受人称道的工作,无疑是在光谱学方面。1814 年,夫琅和费借助狭缝、棱镜和望远镜,作太阳光谱的观测研究工作。他在一间暗室的百叶窗上开了一条狭缝,让太阳光通过狭缝照射到一块棱镜上,棱镜后面则是经纬仪上的小望远镜。夫琅和费想通过小望远镜,看看由棱镜形成的太阳光谱是什么样的,是否有好多像他在灯光光谱中看到的那种亮线。使他感到纳闷的是,太阳光谱中出现许多条暗线,即现在所说的“夫琅和费暗线”,这样的暗线前后总共发现了 500 多条。

我们知道,每条暗线或某些暗线都代表着某种元素,它们在光谱中的位置是固定的,因此,研究这些谱线的性质就有可能得知太阳上究竟有哪些元素。

夫琅和费当时不知道这些,他对自己的发现无法作出解释,对这种发现的重要意义也不清楚。四五十年之后,另一位德国天文学家、物理学家、化学家基尔霍夫和化学家本生发明了光谱分析法,即根据光谱线来确定某个物体中含有什么元素的方法,以及有关的知识和论断,太阳光谱中暗线之谜才真相大白。

夫琅和费也对月球、金星和火星等天体的光谱,进行了观测和分析,发现它们的光谱里也有太阳光谱里的那些暗线,而且其位置也相同,这正好说明它们看起来明亮是由于反射太阳光的缘故。

可惜的是,夫琅和费长期体弱,导致了他传染上肺结核,40 岁不到就去世了。如果他能活得更长久的话,他对科学发展的贡献无疑会更大。