آموزشی طیف نشری خطی

[Mavi]

انتقال الکترون از سطح انرژی بالاتر یا مدارهای دورتر از هسته اتم به سطح انرژی پایین‌تر یا مدارهای نزدیک‌تر به هسته با از دست دادن انرژی همراه است. این انرژی به شکل نور یا فوتون‌هایی با فرکانس و طول موج‌هایی مشخص است که به آن‌ها طیف نشری گفته می‌شود.

 

[Mavi]

نخستین بار نیوتن با تجزیه نور خورشید نشان داد که این نور از اجزا مختلفی تشکیل شده و در صورت به هم پیوستن این اجزا، دوباره نور سفید ایجاد می‌شود. وقتی ماده‌ای انرژی بگیرد یا به آن انرژی داده شود طیف نشری را می‌توان مشاهده کرد. انرژی می‌تواند به شکل انرژی گرمایی یا تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا باشد.

 

[Mavi]

طیف نشری خطی چگونه ایجاد میشود ؟


برهمکنش تابش‌های الکترومغناطیسی با اتم‌ها و مولکول‌های ماده باعث جذب انرژی توسط برخی از الکترون‌ها می‌شود. الکترون‌ها با جذب این انرژی به سطوح انرژی بالاتری منتقل می‌شوند و پایداری خود را از دست می‌دهند. برای به دست آوردن پایداری و بازگشت به حالت قبل، الکترون‌ها انرژی از دست می‌دهند و به سطح قبل یا سطح‌هایی با انرژی کمتر منتقل می‌شوند. این انرژی که به شکل امواج الکترومغناطیسی است، برخی در ناحیه مریی قرار دارند که توسط چشم به شکل نور دیده می‌شوند. تلاش‌ها برای توضیح مفهوم طیف نشر اتمی موجب به وجود آمدن مکانیک کوانتومی شد.

 

[Mavi]

آهن گداخته شده در دماهای مختلف رنگ‌های متفاوتی تابش می‌کند و با توجه به نوع رنگی که دارد می‌توان میزان حرارت آن را حدس زد. رنگ سفید بالاترین دما و رنگ قرمز دمایی بین ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سلسیوس دارد. همین درخشش قابل مشاهده بخشی از طیف نشری آهن است که در ناحیه مرئیِ «امواج الکترومغناطیس» (Electromagnetic Radiation | EMR) قرار دارد و توسط چشم دیده می‌شود و گرمای آهن نشان دهنده تابش «فروسرخ» (Infrared) است.

 

[Mavi]

انواع طیف نشری


طیف نشری یا طیف گسیلی اتم‌ها با توجه به فاز ماده مورد نظر به دو شکل پیوسته و خطی وجود دارد. برای طیف نشری خطی ماده باید در فاز گازی باشد.

 

[Mavi]

طیف نشری پیوسته
وقتی تمام طول موج‌های نور مرئی در طیف نمایش داده شود و رنگ‌ها از آبی تا قرمز در هم ادغام شده باشد، طیف نشری از نوع طیف نشری پیوسته است. نور خورشید و نور تابیده شده از فلز گداخته شده نوعی از طیف نشری پیوسته هستند.

 

[Mavi]

طیف نشری خطی
وقتی تنها خطوطی از طیف نشری مشخص یا نشان داده شود، طیف نشری از نوع طیف نشری خطی است که طول موج‌های مشخصی را نشان می‌دهد و به آن طیف اتمی نیز می‌گویند. وقتی ماده در فاز گازی باشد و به آن انرژی داده شود طیف نشری خطی قابل مشاهده است.

 

[Mavi]

طیف نشری خطی برای عناصر مانند اثر انگشت یک ویژگی منحصر به فرد است و هیچ طیفی نشری خطی دو عنصر مشابه هم نیست. دانشمندان سال‌ها از این ویژگی بدون اینکه منشا آن مشخص باشد برای آنالیز و شناسایی اتم‌ها و مواد شیمیایی ناشناخته استفاده می‌کردند.

 

[Mavi]

تفاوت طیف نشری و جذبی

در طیف جذبی، پرتوهای نورِ منبعی داغ با چگالی زیاد از نمونه گازی عبور داده می‌شود. در این فرایند برخی از پرتوهای نور توسط نمونه جذب می‌شود. با عبور نور حاصل از منشور، اجزا جذب شده در طیف پیوسته به شکل خطوطی سیاه رنگ در می‌آیند. در شکل زیر تفاوت طیف نشری و جذبی نشان داده شده است.

 

[Mavi]

طیف نشری هیدروژن

نخستین بار نیلز بور طیف نشری هیدروژن را شرح داد. در مدل اتمی بور توضیح داده شده بود که الکترون تنها می‌تواند در سطوح انرژی مشخصی قرار گرفته و به دور هسته چرخش کند و انرژی الکترون به شکل «کوانتیده» (Quantized) است.