Problema con respecto al espectro de absorción del sol [duplicado]

Algunas de las longitudes de onda de la luz que emite el sol serán absorbidas por los átomos en la capa exterior del sol y también por la atmósfera del sol, y vemos esto como líneas de absorción en el espectro. Ahora bien, esta radiación absorbida se volverá a emitir de nuevo, por lo que uno podría pensar que estas líneas de emisión deberían "cancelar" las líneas de absorción. La explicación habitual de por qué esto no sucede es que la luz reemitida se irradia en todas las direcciones, no solo hacia nosotros, lo que significa que para nosotros estas longitudes de onda serán mucho más débiles que las otras longitudes de onda.

Pero el problema que tengo es que esto sucede alrededor del sol (ya que la atmósfera lo rodea por completo), e intuitivamente parece entonces que toda esta luz reemitida debería combinarse de tal manera que a lo lejos pareciera que el sol está irradiando. estas longitudes de onda de la misma manera que está irradiando todas las demás longitudes de onda. Y si eso es cierto, entonces no deberíamos ver líneas de absorción en el espectro.

Entonces, ¿qué es lo que me estoy perdiendo?

Respuestas (2)

Aunque su analogía parece razonable, si lo piensa, los patrones de absorción seguirán ahí. Tiene razón en que las longitudes de onda absorbidas se emitirán aleatoriamente desde toda la superficie, pero esos fotones emitidos siguen siendo un porcentaje muy pequeño en comparación con los fotones emitidos desde el interior del sol.

Cuando se absorben estas longitudes de onda, la energía se “termaliza”. Eso significa que se distribuye entre muchos grados de libertad internos. Por lo tanto, no se vuelve a emitir necesariamente en la misma longitud de onda que tenía cuando se absorbió, sino que se vuelve a emitir en longitudes de onda aleatorias de acuerdo con el espectro del cuerpo negro. Entonces, al final, se absorben longitudes de onda específicas pero se emite radiación de cuerpo negro. Esto conduce al espectro de absorción observado.

No estoy seguro de eso. Los elementos en la atmósfera del sol estimulan la radiación y emiten longitudes de onda específicas. Son esas longitudes de onda específicas que faltan en el espectro de las que habla el OP. No faltan tanto, simplemente se notan menos porque se irradian en todas las direcciones.
El punto es que esos elementos no están aislados. Interactúan con el sol y los demás elementos de la atmósfera solar, particularmente térmicamente.
@Dale Gracias por la respuesta, Dale. Pero si esto es cierto, ¿por qué todos hablan de que la radiación se emite en todas las direcciones? ¿Quizás la razón del espectro de absorción es una combinación de lo que dijiste y lo que dicen?
@FelisSuper ciertamente, están estrechamente conectados. La termalización lleva tiempo para interacciones adicionales, etc., y se necesita menos tiempo cuantas más interacciones haya. Si la radiación se devuelve hacia el sol, hay mucho más tiempo para la termalización. Si se emite lejos del sol, hay menos tiempo y menos probabilidad de interacciones adicionales. De todos modos, parecía que ya entendiste el tema de las direcciones, así que me concentré en la termalización, lo que explica por qué finalmente no se vuelve a emitir en la misma longitud de onda y que te pareció nuevo.
@Dale Gracias por tu ayuda nuevamente. Esto se ha vuelto bastante complicado ahora, ya que hice esta misma pregunta en el foro de astronomía, y aquí se da otra explicación. Pero de todos modos, no entiendo cómo esto puede ser una razón principal. Si se emite otra longitud de onda, seguramente esa longitud de onda debe corresponder a alguna transición entre dos niveles de energía. Entonces, ¿qué pasa si un átomo de hidrógeno absorbe un fotón correspondiente a una transición del estado n=1 al n=2? Entonces no queda más longitud de onda que la absorbida para volver a emitir.
@FelisSuper, incluso en ese caso, la energía aún puede termalizarse antes de que salga del sol. El átomo de hidrógeno excitado puede chocar con otro átomo y transferir energía de esa manera. O se puede emitir un fotón correspondiente a la transición y luego dispersar un electrón. O puede ser absorbido por una molécula diferente. O... El punto es que pueden suceder muchas cosas diferentes antes de que deje el sol, y solo una de esas cosas es una reemisión en la misma longitud de onda seguida de un escape del sol.
Debido a la existencia de esas otras posibilidades, el espectro se reduce en esa línea.
Problema con respecto al espectro de absorción del sol [duplicado]
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