太陽のスペクトルについて

惑星状星雲はモノクロの（何本かの）スペクトルを持っているそうですが、それは、周辺の水素や酸素の出す光のスペクトルだそうです。
ところが太陽の光は、赤外線から紫外線まで連続のスペクトルを持ちますが、どうしてなのでしょう。今太陽にあるのは、水素とヘリウムだけだと思うのですが。
それから、「連続のスペクトル」と言いますが、数学で言うところの連続なのか、厳密には不連続なのかどちらなのでしょうか。
厳密には不連続だと思うのですが、もし、数学的な連続でしたら、どうしてそんな完全な連続が出来るのでしょう。

よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• yhr2さん
  
  早速のご回答ありがとうございます。
  すごくよく分かりました。
  １点、連続と言う事について、wikiの記事の「黒体放射と量子力学」と言うところに、「これは物理量は連続な値をとり、量子化されないとする古典力学と反する仮定」とあります。これからすると、数学的な連続ではなく、厳密には飛び飛びの不連続のようですが？

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/05/23 14:29

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2015/05/23 23:54

No.1です。

「補足」に書かれたことについて。

＞wikiの記事の「黒体放射と量子力学」と言うところに、「これは物理量は連続な値をとり、量子化されないとする古典力学と反する仮定」とあります。これからすると、数学的な連続ではなく、厳密には飛び飛びの不連続のようですが？

↓　これことですね。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%BB%92%E4%BD%93# …

　いいえ。これは黒体から輻射される「振動数ν」の光のエネルギーが、「E=n*h*ν」（n=0, 1, 2 ･･･の整数）しかとり得ない、ということです。「振動数ν」そのものは連続的な値をとり得ます。


　同じような話に「光電効果」というものがあり、アインシュタインはこれを「光量子仮説」で説明し、ノーベル賞を受賞しています。「振動数 ν の光のエネルギーが、E=h*ν の整数倍」ということを、「振動数νの光は、エネルギー E=h*ν を持つ「光子」という粒子の集まり」としたものです。この場合も、エネルギーがとびとびの値をとるということで、振動数 ν は任意の値をとり得ます。
http://homepage2.nifty.com/einstein/contents/rel …

この回答へのお礼

ありがとうございます。
やっと分かりました。感謝いたします。m(_ _)m

お礼日時：2015/05/24 01:18

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2015/05/23 13:46

私も詳しいわけではありませんので、こんなサイトを参考にしてください。

http://denkou.cdx.jp/Opt/PVC01/PVCF1_4.html
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD% …

「　どうしてこのようなスペクトルになるのかについてはつぎのような説明がなされています。太陽（恒星）が光る大元のエネルギーは水素の核融合に依っています。水素が核融合すると波長が0.01ｎｍより短いガンマ線と呼ばれる電磁波が出ます。このガンマ線が高温の太陽本体のなかで激しく運動している電子や原子と衝突し、次第にエネルギーの低い（波長の長い）光に変換されます。最終的に太陽の表面から出られるのは、可視光を中心とした光になります。途中経る過程が複雑でいろいろあるので、広がりをもったエネルギーの光になると説明されています。」

　つまり、「散乱」の結果できるので、数学的に「連続」ということでよいのではないと思います。量子力学的にも、光の振動数そのものは「連続」であり得ますので。

　水素やヘリウムなどの元素が、特有の光を吸収するのは、原子核ではなく「軌道電子」の軌道間の遷移に要するエネルギーが固有の値を持つからです。
　従って、上記の太陽の中のように「原子核の運動」との相互作用による「連続スペクトル」とは原理が異なります。
　この２つを区別して考える必要があると思います。