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A. Die astiophysikalischen Forschungsmethoden 
5. Spektralanalytische Theorien. 
Der KiRCHHOFFSche Satz. Man kann den Münchener Optiker Fraun 
hofer als den Begründer der praktischen Spektralanalyse betrachten, zu 
gleich auch schon in ihrer Anwendung auf himmlische Objekte. Bis zur Mitte 
des vergangenen Jahrhunderts gab es bereits eine große Anzahl von experi 
mentell erworbenen Kenntnissen auf dem Gebiete der Spektralanalyse, deren 
innerer Zusammenhang jedoch noch durchaus unklar war. Die gebräuchlichen 
Lichtquellen, wie Kerzen-, Öl-, Gasflammen, lieferten kontinuierliche Spektra, 
d. h. die Spektra bestanden in einer Aufeinanderfolge der Regenbogenfarben 
mit ihren zahllosen Übergängen, ohne irgendeine Unterbrechung oder Un 
stetigkeit. Verflüchtigte man dagegen Metallsalze in diesen Flammen, oder 
in der schwachleuchtenden Spiritus- oder auch Bunsenflamme, so erhielt 
man einzelne helle Linien, deren Lage bei dem gleichen Stoffe stets dieselbe 
war. Auch leuchtende oder brennende Gase, wie z. B. die Kohlenwasser 
stoffe, gaben Spektra mit isolierten Linien oder Bändern. Vollständig hier 
von verschieden aber war das Spektrum unserer Sonne, indem das konti 
nuierliche Spektrum von einer sehr großen Zahl von isolierten dunklen 
Linien durchzogen war. Ähnliche dunkle Linien zeigten auch die Spektra 
der Fixsterne, doch erkannte schon Fraunhofer, daß zwar einzelne Sterne 
ähnliche Linien ergaben wie die Sonne, andere jedoch Spektra lieferten, 
in denen die Anordnung der Linien ganz abweichend war. 
Der Zusammenhang zwischen diesen Erscheinungen blieb unklar, ob 
wohl nicht geleugnet werden kann, daß einige Physiker die Beziehungen 
bereits ahnten, ohne sie in exakter Form angeben zu können. Eine Klar 
legung in mathematischer Form ist erst 1857 durch den Physiker Kirchhoff 
erfolgt, und zwar in Gestalt eines Satzes, der das Fundament der ganzen 
Spektralanalyse bildet. Dieser Kirchhoff sehe Satz lautet: 
Für jede Strahlengattung ist das Verhältnis zwischen Emis 
sionsvermögen und Absorptionsvermögen bei derselben Tempe 
ratur das gleiche. 
Bevor wir daran gehen, den Inhalt dieses Satzes zu erörtern, und insbe 
sondere seine Folgerungen abzuleiten, soll der Versuch gemacht werden, 
durch Analogien mit den Schallerscheinungen das Verständnis zu erleichtern. 
Wenn ein elastischer Körper, z. B. eine Stimmgabel oder eine Glocke, 
durch einen Schlag in Schwingungen versetzt wird, so teilen sich die letz 
teren der umgebenden Luft mit und werden auf weite Strecken fortgepflanzt. 
Treffen diese Schwingungen, die in abwechselnder Verdichtung und Ver 
dünnung der elastischen Luft bestehen, unser Ohr, so haben wir die Emp 
findung des Schalles, wir hören einen Ton. Je schneller die Schwingungen 
aufeinander folgen, um so höher, je langsamer, um so tiefer erscheint der 
Ton. Die Tonhöhe beruht also nur auf der Frequenz der Schwingungen 
oder, was dasselbe ist, auf der Länge der Schallwellen. Die Tonempfin 
dung unseres Ohrs ist nun eine beschränkte. Wellen von etwa 30 m 
Länge — 10 Schwingungen in der Sekunde — nimmt das Ohr nicht mehr 
als Ton wahr, sondern nur noch als einzelne Stöße oder Erschütterungen, 
die dann auch am ganzen Körper empfunden werden. Wellen von 7 bis 
8 mm Länge — 40000 Schwingungen in der Sekunde — vermögen eben