طيف
الطيف spectrum يعرف بأنه الإشعاعات الصادرة عن عنصر مثار، ويكون الطيف عندها طيف إصدار emission spectrum، أو الإشعاع الممتص من قِبَله في ظروف معيَّنة ويسمى الطيف عندها طيف امتصاص absorption spectrum. أى انه عبارة عن التمثيل العام للأمواج الكهرومغناطيسية.
| γ= Gamma rays | MIR= Mid infrared | HF= High freq. |
| HX= Hard X-rays | FIR= Far infrared | MF= Medium freq. |
| SX= Soft X-rays | Radio waves | LF= Low freq. |
| EUV= Extreme ultraviolet | EHF= Extremely high freq. | VLF= Very low freq. |
| NUV= Near ultraviolet | SHF= Super high freq. | VF/ULF= Voice freq. |
| Visible light | UHF= Ultra high freq. | SLF= Super low freq. |
| NIR= Near Infrared | VHF= Very high freq. | ELF= Extremely low freq. |
| Freq=Frequency |
يختلف الطيف الصادر عن عنصر ما باختلاف ظروف إثارته. وقد جرت العادة عند الحديث عن أطياف الإصدار أن يميَّز بين عدة أصناف منها بحسب طريقة توليدها، وهي كما يأتي:
ـ طيف اللهب flame spectrum: يكفي للحصول على طيف اللهب لعنصر ما أن يُغمس سلك من البلاتين في محلول ذلك العنصر، ثم يُعرَّض السلك للهب مصباح بنزن ، وبتحليل الضوء الصادر عن السلك باستخدام مقياس الطيف يُحصل على عدد من الخطوط الطيفية. وإذا كانت درجة حرارة اللهب أعلى، فبالإمكان الحصول على أطياف معادن أخرى، كالنحاس مثلاً. يشار هنا إلى أن أشباه المعادن لاتولِّد في اللهب أطيافاً مميِّزة لها، وإلى أن الطيف الناتج يحتوي على طيف اللهب ذاته الذي يشتمل على عصائب bands تعود لبخار الماء وللآزوت ولمركَّبات الفحم. وتكمن سيئة أطياف اللهب التي يتم الحصول عليها في صعوبة ضبط درجة حرارة اللهب بدقة، وتعذر تغيير تلك الدرجة تدرِّجياً، خلافاً للطيف الذي يولِّده فرن كهربائي؛ إذ يمكن التحكم بدرجة حرارة بخار المعدن باستمرار، وقياس ضغطه ودراسة تطور الطيف بدءاً من درجة حرارة لهب مصباح بنزن وهي تساوي 1700درجة مئوية، حتى درجة القوس الكهربائي التي تصل إلى 3000درجة مئوية.
ـ طيف القوس الكهربائي arc spectrum: يتم الحصول على الطيف هنا عن طريق تقريب مسريين، يحتوي أحدهما على الأقل على العنصر المراد توليد طيف له، وبتمرير تيار كهربائي يراوح بين 5 و10أمبير فيهما.
وينبغي عند دراسة الطيف بهذه الطريقة تجنب الطيف المشوِّش الناشئ عن توهج المسريين، وكذلك الضوء الصادر عن الجوار المباشر لهما حيث يسود حقل كهربائي شديد. إذ إن الخطوط الطيفية الصادرة عن هذه المنطقة تختلف أطوالها كثيراً عن الخطوط الطيفية الصادرة عن مركز القوس، ويمكن تجنّب ظهور هذه الخطوط فيما لو أثير القوس الكهربائي في حيِّز مغلق يسوده ضغط لايتجاوز بضعة ميلمترات زئبق.
ـ طيف الشَّرر :spark spectrum يمكن الحصول على هذا النوع من الطيف نتيجة تفريغ مكثفة مشحونة حتى جهد كهربائي عالٍ بين مسريين من النوع المذكور أعلاه، وتبلغ شدة التيار الكهربائي الآني المار عبر المسريين عندها بضع مئات من الأمبير.
- طيف الانفراغ الغازي :gas discharge spectrum ويُحصل عليه بتمرير تيار إلكترونات في غاز موضوع تحت ضغط منخفض كما هو الحال في أنابيب جِسْلِر Geissler tubes، حيث يكون سطوع الطيف عالياً في المنطقة الشَّعرية من الأنبوب الذي يظهر في.
تُظهر الأجسام الصلبة والسائلة عندما تبلغ درجة التوهُّج أطيافاً، ويمكن للغازات وللأبخرة أن تولِّد أطيافاً مستمرة كذلك، إذا تحققت شروط إثارة مناسبة. ويبدو ذلك جلياً في مصابيح الانفراغ التي تملأ بالهدروجين 1H1 أو بالدوتيريوم 1H2، حيث تولِّد تلك المصابيح طيفاً مستمراً في مجال الأشعة فوق البنفسجية التي تستخدم بكثافة لدراسة امتصاص المواد لهذه الأشعة. إلا أن الغازات أو الأبخرة تولِّد في ظروف الإثارة الاعتيادية خطوطاً طيفية وحيدة اللون أو عصائب طيفية تتجاور فيها عدة خطوط.
تنشأ الخطوط الطيفية عن الذرات المعتدلة أو المتأينة للعنصر المدروس، أما العصائب فتولِّدها جزيئاته. وهكذا يمكن بحسب ظروف الإثارة أن تنتقل أطياف جزيئات المادة أو ذراتها من أطياف خطية إلى أطياف ذات عصائب.
يمكن القول: إن طيف القوس الكهربائي ينشأ عن الذرات المعتدلة، وإن قوس الشرر تولِّده ذرات من التأين مرة أو أكثر. وفي الواقع إذا مُرِّرت حزمة دقيقة من الأشعة القنوية canal rays المؤلَّفة من ذرات معتدلة و ذرات متأينة بين لَبوسي مكثفة، فإن طيف الشرر ينزاح عن موضعه، وما كان لهذا أن يحدث لولا مرور ذرات متأينة في الحقل الكهربائي السائد بين لَبوسي المكثفة.
يُلاحظ طيف الامتصاص لمادة ما عندما يُنظر إلى طيف مستمر يجتاز المادة. ويمكن القول عموماً: إن للأجسام الصلبة عصائب امتصاص عديدة، في حين يتصف طيف الامتصاص العائد للغازات وللأبخرة بخطوط منفصلة تظهر بلون أسود، هي ذات الخطوط التي تبدو متألقة في طيف إصدار المادة. وهذا ما يعبر عنه قانون كيرشوف Kirchhoff’s law في الإشعاع والذي ينص على أن الجسم المثار في ظروف معيَّنة لا يُصدر إلا الإشعاعات التي يستطيع امتصاصها في ظروف الإثارة ذاتها.
يشار أخيراً إلى أن دراسة أطياف الإصدار وأطياف الامتصاص عند الأطوال الموجية المختلفة تتم بوساطة أجهزة تدعى مقاييس الطيف spectrometer أو المطياف spectroscope.
يظهر في رسم رمزي لأجزاء المطياف والطيف المستمر الذي يظهر على حاجز لمصباح متوهج، في حين تظهر نماذج من أطياف متنوعة. هي من الأعلى إلى الأسفل: طيف إصدار مستمر، طيف امتصاص عائد للشمس، طيف إصدار خطَّي الصوديوم ، طيف امتصاص الصوديوم لضوء الشمس...[4]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
مجموعة من ألوان الطيف
الأساس المنطقي
| Region of the spectrum | Main interactions with matter |
|---|---|
| Radio | Collective oscillation of charge carriers in bulk material (plasma oscillation). An example would be the oscillation of the electrons in an antenna. |
| Microwave through far infrared | Plasma oscillation, molecular rotation |
| Near infrared | Molecular vibration, plasma oscillation (in metals only) |
| Visible | Molecular electron excitation (including pigment molecules found in the human retina), plasma oscillations (in metals only) |
| Ultraviolet | Excitation of molecular and atomic valence electrons, including ejection of the electrons (photoelectric effect) |
| X-rays | Excitation and ejection of core atomic electrons, Compton scattering (for low atomic numbers) |
| Gamma rays | Energetic ejection of core electrons in heavy elements, Compton scattering (for all atomic numbers), excitation of atomic nuclei, including dissociation of nuclei |
| High energy gamma rays | Creation of particle-antiparticle pairs. At very high energies a single photon can create a shower of high energy particles and antiparticles upon interaction with matter. |
أنواع الإشعاع
تردد الراديو
الميكروويف
الإشعاع تيراهيرتز
الأشعة تحت الحمراء
الأشعة المرئية (الضوء)
لأشعة فوق البنفسجية
الأشعة السينية
أشعة جاما
انظر أيضاً
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
المصادر
- ^ What is Light? – UC Davis lecture slides
- ^ Glenn Elert. "The Electromagnetic Spectrum, The Physics Hypertextbook". Hypertextbook.com. Retrieved 2010-10-16.
- ^ "Definition of frequency bands on". Vlf.it. Retrieved 2010-10-16.
- ^ الطَّيف، الموسوعة العربية
وصلات خارجية
- UnwantedEmissions.com (U.S. radio spectrum allocations resource)
- Australian Radiofrequency Spectrum Allocations Chart (from Australian Communications and Media Authority)
- Canadian Table of Frequency Allocations (from Industry Canada)
- U.S. Frequency Allocation Chart — Covering the range 3 kHz to 300 GHz (from Department of Commerce)
- UK frequency allocation table (from Ofcom, which inherited the Radiocommunications Agency's duties, pdf format)
- Flash EM Spectrum Presentation / Tool – Very complete and customizable.
- How to render the color spectrum / Code – Only approximately right.
- Poster "Electromagnetic Radiation Spectrum" (992 kB)
