نشانه‌های نور اتمی چیست و نخستین بار چه کسی آن را کشف کرد؟
سال اکتشاف: 1859
این کشف چه می‌گوید؟
هر عنصر هنگامی که حرارت داده شود پرتویی با تواتر مشخص ساطع می‌کند.
چه کسی آن را کشف کرد؟
گوستاو کیرشف Gustov Kirschoff و رابرت بانسن Robert Bunson
با کشف سزیوم در ۱۸۶۰، ۲۰ عنصر جدید هم با استفاده از فناوری تجزیه شیمیایی کشف شد. همین فناوری به ستاره‌شناسان اجازه داد تا ترکیبات شیمیایی میلیون‌ها ستاره را در دوردست کشف نمایند. فیزیکدان‌ها با استفاده از همین شیوه، شعله‌های سطح خورشید را که منشاء هسته‌ای دارند و موجب تولید گرما و نور می‌شوند شناسایی کردند و همین امر ستاره‌شناسان را قادر به محاسبه سرعت و جهت حرکت دقیق ستارگان و کهکشان‌ها کرد.
این شیوه تجزیه و تحلیل طیف نوری که کیرشف و بانسن آن را کشف کردند: هر عنصر با فرکانس خاصی از خود نور خارج می‌کند. طیف‌شناسی ما را متوجه کرد که عناصر شیمیایی که در زمین پیدا می‌شوند در اجرام آسمانی هم موجود هستند و زمین از نظر شیمیایی در کائنات منحصر به فرد نیست. این فناوری در سایر رشته‌های علمی مانند زیست‌شناسی، فیزیک و زمین‌شناسی مورد استفاده قرار گرفت.
در ۱8۱۴ ستاره‌شناس آلمانی، ژوزف فرانهوفر کشف کرد که انرژی خورشید به طور یکسان در تمام بخش‌های طیف، نور منتشر نمی‌شود، بلکه بیشتر در فرکانس‌های بخصوصی متمرکز است. بعضی این موضوع را جالب تشخیص دادند اما هیچ‌کس آن را جدی نگرفت. این نظریه ۴۰ سال مسکوت ماند.
گوستاو کیرشف (متولد 1824) فیزیک‌دان لهستانی سخت‌کوشی بود. با قامتی کمتر از 5/1 متر. حوالی سال ۱8۵0 تحقیقاتش را بر جریان‌های الکتریکی متمرکز کرد. در ۱8۵۸ در حالی که به دانشمند دیگری در برنامه‌ای دیگر کمک می‌کرد متوجه شد که خطوط درخشانی در طیف نوری ظاهر شد و به یاد پدیده‌ای مشابه در مقاله فرانهوفر افتاد. کیرشف با بررسی بیشتر متوجه شد که نقاط نورانی در این طیف دقیقاً همان فرکانس و طول موجی را دارد که فرانهوفر در پرتوهای خورشیدی تشخیص داده است.
کیرشف در این موضوع به تأمل پرداخت تا توصیفی برای آن پیدا کند و به توضیح درخشانی برای آن دست پیدا کرد. او به جای استفاده از شیشه‌های رنگی که فیلتر محسوب می‌شد و در آن روزها باب بود از منشور استفاده کرد تا هر نوری را که می‌خواهد جدا و آن را مطالعه کند. او اعتقاد داشت این کار به او اجازه میدهد نقاط نورانی را که از هر گاز در حال اشتعال ساطع می‌شود بهتر پیدا کند.
اما در عمل این طرح اجرا نشد شعله‌هایی که او برای حرارت دادن به گازها به کار می‌برد مشاهدات او را مختل می‌کرد.
در سال ۱8۵۸، شیمیدان آلمانی، بانسن، فتوشیمی را – مطالعهٔ نورهایی که از اجسام در حال احتراق ساطع می‌شوند – ابداع کرده بود. در طول این کار نوعی جدید از دستگاه اشتعال را هم اختراع کرد که هوا و گاز قبل از اشتعال با هم مخلوط می‌شدند. این دستگاه اشتعال (که اکنون به کورهٔ بانسن معروف است) گرمای شدیدی حدود 27000 درجه فارنهایت و نور کمی تولید می‌کند.
کیرشف و بانسن در ۱8۵۹ در دانشگاه هایدلبرگ هم پیوستند. وقتی کنار هم می‌ایستاده‌اند قد کیرشف به زحمت به شانه بانسن می‌رسید. آن دو نظریه استفاده از منشورِ کیرشف را با کورهٔ بانسن در هم آمیختند و شش ماه وقت صرف کردند تا نخستین طیف‌نگار را (دستگاهی که بتواند نمونه‌های شیمیایی را بسوزاند و با استفاده از منشور بتواند نورها را با فرکانس‌های مجزا جدا نماید) اختراع کنند.
آنها خطوط بخصوص عنصر شناخته‌شده را طبقه‌بندی کردند (فرکانس‌های بخصوص که هر عنصر بتواند انرژی نورانی خود را ساطع کند.) و متوجه شدند که هر عنصر نشانه و علامت خاصی از خطوط طیفی را که به طور مشخص نشانگر آن عنصر از بروز میدهد.
کیرشف و بانسن یکی از انعطاف‌پذیرترین و فراگیرترین ابزارهای تحلیلی را به علم تقدیم کرده بودند و راهی پیدا کرده بودند تا عناصر شیمیایی هر ستاره را با دقتی که مثلاً اسید سولفوریک یا کلر یا هر عنصر دیگری را مشخص می‌کنیم، تعیین نماییم.
کیرشف و بانسن از طیف‌نگار خود برای کشف دو عنصر جدید: سزیوم در ۱۸۶۰ (آنها این نام را که به معنای «آسمان آبی» است انتخاب کردند زیرا رنگ شعله در طیف‌نگار آبی بود) و روبیدیوم در ۱۹۶۱ استفاده کردند. عنصر سزیوم در طیف‌نگار رنگ آبی روشن دارد و روبیدیوم از واژه لاتینی برای قرمز گرفته شده است.
