קווי ספקטרום.

שלב 1 מתוך 6

ברקוד

גוף מוצק או גז צפוף ולוהט נותנים ספקטרום רציף, כמו הגוש בשיעור הקודם. גז דליל מתנהג אחרת. בסצנה שפופרת של מימן: מתח גבוה מאיץ אלקטרונים דרך הגז, והם מתנגשים באטומים. האור עובר דרך מנסרה, שפורשת אותו לפי אורך הגל על המסך.

שלב 2 מתוך 6

האנרגיה של פוטון

ביחידה על פיזיקה מודרנית ראינו שאור מגיע בפוטונים, $E = hf = \dfrac{hc}{\lambda}$$E =$$hf =$$\dfrac{hc}{\lambda}$⁠, ושלאטום יש רמות אנרגיה קבועות. התנגשות מרימה אלקטרון לרמה גבוהה, והוא חוזר למטה בקפיצה אחת או בכמה, וכל קפיצה פולטת פוטון אחד עם ההפרש בין הרמות:

$\lambda = \frac{hc}{E_{\text{upper}} - E_{\text{lower}}}, \qquad hc \approx 1240\ \mathrm{eV \cdot nm}$$\lambda =$$\frac{hc}{E_{\text{upper}} - E_{\text{lower}}}, \qquad hc \approx$$1240\ \mathrm{eV \cdot nm}$⁠

הצגת קפיצות האנרגיה מראה את סולם הרמות של מימן ואת הקפיצה שמאחורי כל קו. הגז בשפופרת נעול.

שלב 3 מתוך 6

מספיק אנרגיה

קו מופיע רק כשההתנגשויות מסוגלות להרים אטומים לרמה העליונה שלו. אנרגיית האלקטרונים היא האנרגיה שכל אלקטרון מביא להתנגשות, וכרגע היא נמוכה מדי. הסולם של הצגת קפיצות האנרגיה מראה את הרמות.

שלב 4 מתוך 6

טביעות אצבע

לכל יסוד רמות אחרות, ולכן ברקוד אחר. זו ספקטרוסקופיה: מזהים חומר לפי האור שלו, גם מרחוק. הגז בשפופרת מוסתר עכשיו. הסתכלו על הברקוד.

שלב 5 מתוך 6

יסוד מהשמש

הגז בשפופרת נעול על הליום, והצגת קפיצות האנרגיה מראה את הרמות שלו. הקו הצהוב החזק ב־587.6 nm נמצא לראשונה באור השמש, לפני שמישהו ראה את היסוד הזה על כדור הארץ.

שלב 6 מתוך 6

קווים כהים

ב־1814 ראה יוזף פון פראונהופר שהקשת של אור השמש חצויה במאות קווים כהים דקים. כעבור ארבעים וחמש שנה הבינו קירכהוף ובונזן שהקווים הכהים של נתרן בשמש נמצאים בדיוק במקום של הקווים הבהירים של נתרן בלהבה.