Wie wird aus der Spektroskopie abgeleitet, woraus ein Objekt besteht?

Dies gilt nicht ausschließlich für die Spektroskopie in der Astronomie, sondern allgemein.

Materie kann mit elektromagnetischen Wellen interagieren, die einen sehr weiten Frequenzbereich (Energie) umfassen. Auch Materie kann in einer Art angeregtem Zustand elektromagnetische Strahlung aussenden.

Aufgrund des internen Absorptions-/Emissionsmechanismus kann es vorkommen, dass die spektralen Eigenschaften der chemischen Natur und dem physikalischen Zustand der zu analysierenden Materie eigen sind.

Das ist Ihnen im Grunde bekannt. Ihre Besorgnis entsteht wahrscheinlich dadurch, dass Sie sich zu sehr auf die Farbe konzentrieren, die per se nicht das stärkste Identifikationsinstrument ist, oder sogar denken, dass der jeweilige Zustand der Sache nicht zählt oder Änderungen vernachlässigt werden.

Lassen Sie mich Ihr Beispiel von Blättern nehmen. Die Tatsache, dass sich ihre Farbe ändert, bedeutet tatsächlich, dass sich ihre Zusammensetzung ändert. Das ist schon eher eine Information als ein Problem.

Stellen Sie sich vor, dass man bei der Beobachtung eines Planeten, sagen wir, Kohlenmonoxid feststellt, das bedeutet nicht, dass sich seine Atmosphäre nicht verändern wird. Schließlich würden verschiedene Beobachtungen einen Planetologen veranlassen, sich zu fragen, warum, vielleicht zu dem Schluss kommen, dass eine Art vulkanischer Aktivität oder Entgasung im Gange ist, um es nur zu sagen.

Ein Planet, der in einem regelmäßigen Muster grün und dann braun aussieht, würde sicherlich auf das Vorhandensein von Pflanzen oder auf jeden Fall auf Chlorophyll basierende Photosynthese hindeuten, vorausgesetzt, dass das grüne Spektrum dem uns bekannten sehr ähnlich ist und nicht von engen spektralen Merkmalen stammt, die andernfalls z Beispiel das Vorhandensein von Chlor.

Mit anderen Worten, das Untersuchen einer Probe, sowohl in der Astronomie als auch auf einem Labortisch, führt zu Informationen über diese Probe in diesem Moment. Dies ist eher philosophisch als ein Problem der Spektroskopie oder der auf die Astronomie angewandten Spektroskopie. Darüber hinaus kommt die Spektroskopie nicht alleine und erfordert sicherlich eine Betrachtung des Szenarios.

Aber im Kern sind es besondere Merkmale, das können einzelne Linien oder mehr oder weniger komplizierte Spektren sein, und diese hängen mit der Zusammensetzung der Probe zusammen, elementar oder molekular, je nach verwendetem Frequenzfenster.

Ich bin mir nicht sicher, ob dies Ihre Frage beantwortet, aber noch einmal diese Passage

„Dieses Ding absorbiert diese Wellenlänge oder Farbe, also ist es diese Substanz“

ist sowohl richtig als auch falsch. Es muss mit einem Körnchen Salz eingenommen werden, oder die Dinge müssen gründlich analysiert werden.

Sicher ist, dass es für Elemente typische Linien oder andere für Moleküle typische Spektralmerkmale gibt. Zu erklären, warum das so ist, ist (für mich) viel komplizierter, um es hier in wenigen Zeilen zu tun. Aber der Grund liegt in der diskreten elektronischen Struktur der Materie sowie in Molekülformen, kombiniert mit Einschränkungen, welche Übergänge stattfinden können. Die Kombination der beiden führt zu einer hohen Spezifität.

Leider nicht das beste Beispiel für die Astronomie, aber bedenken Sie, dass eine bestimmte Verbindung praktisch ihr eigenes IR-Schwingungsspektrum hat, das sich von dem jeder anderen Verbindung unterscheidet!

Vielleicht möchten Sie etwas über Spektroskopie im Allgemeinen lesen und einen Blick auf Wikipedias astronomische Spektroskopie werfen; Chemische Eigenschaften