تبلیغات
فیزیک - طیف اتمی
 
فیزیک
 
 
پنجشنبه 23 آذر 1391 :: نویسنده : محمد حسین اصغری

طیف نور گسیل شده از بخار هر عنصر را طیف اتمی آن عنصر می‌نامند. پس می‌توان گفت كه طیف اتمی عنصرهای مختلف با هم تفاوت دارد.

دیدكلی

همانطور كه می‌دانیم نیوتون برای نخستین بار با گذراندن نور خورشید از منشور ، طیف نور سفید را تشكیل داد. نیوتون نشان داد كه نور سفید آمیزه‌ای از رنگهای مختلف است و گسترده طول موجی این رنگها از 0.4 میكرومتر (بنفش) تا 0.7 میكرومتر (قرمز) است. طیف نور سفید یك طیف پیوسته است. به همین ترتیب می‌توان طیف هر نوری را توسط پاشندگی در منشور شناسایی كرد. اما علت اینكه در طیف اتمی خطوط مختلفی دیده می‌شود، چیست؟

خطوط طیفی

طیف اتمی مستقیما به ترازهای انرژی اتم نسبت داده می‌شود. هر خط طیفی متناظر یك گذار خاص بین دو تراز انرژی یك اتم است. پس آنچه در طیف نمایی دارای اهمیت است، تعیین ترازهای انرژی یك اتم به كمك اندازه گیری طول موجهای طیف خطی گسیل شده از اتمها است. پایین ترین تراز انرژی ، حالت پایه و همه ترازهای بالاتر حالتهای برانگیخته نامیده می‌شوند. موقعی كه یك اتم از حالت بر انگیخته بالاتر به یك حالت برانگیخته پایین تر گذاری را انجام می‌دهد. یك فوتون متناظر به یك خط طیفی گسیل می‌شود.

طیف نشری

اگر جسمی بتواند نور تولید كند و نور تولید شده را از منشوری عبور دهیم، طیفی بدست می‌آید كه طیف نشری نامیده می‌شود. اگر رنگهای طیف حاصل بهم متصل باشند، طیف نشری اتصالی و اگر فاصله‌ای بین آنها باشد، طیف نشری انفصالی یا خطی می‌نامند. به عنوان مثال لامپ حاوی بخار بسیار رقیق را در نظر بگیرید. این لامپ بصورت لوله باریك شیشه‌ای است كه درون آن یك گاز رقیق در فشار كم وجود دارد.

دو الكترود به نامهای كاتد و آند در دو انتهای لوله قرار دارند. اگر بین این دو الكترود ، ولتاژ بالایی برقرار شود، اتمهای گاز درون لامپ شروع به گسیل نور می‌كنند. اگر این بخار مربوط به بخار جیوه باشد، این گسیل به رنگ نیلی - آبی است. اگر این نور را از منشور بگذرانیم و طیف آن را تشكیل دهیم می‌ینیم كه این طیف پیوسته نیست. بلكه تنها از چند خط رنگی جدا از هم با طول موجهای معین تشكیل شده است.

طیف جذبی

در سال 1814 میلادی فرانهوفر فیزیكدان آلمانی كشف كرد كه اگر به دقت به طیف خورشید بنگریم، خطهای تاریكی در طیف پیوسته آن مشاهده خواهیم كرد. این مطلب نشان می‌دهد كه بعضی از طول موجها در نوری كه از خورشید به زمین می‌رسد، وجود ندارد و به جای آنها ، در طیف پیوسته نور خورشید خطهای تاریك (سیاه) دیده می‌شود. اكنون می‌دانیم كه گازهای عنصرهای موجود در جو خورشید ، بعضی از طول موجهای گسیل شده از خورشید را جذب می‌كنند و نبود آنها در طیف پیوسته خورشید به صورت خطهای تاریك ظاهر می‌شود. در اواسط سده نوزدهم معلوم شد كه اگر نور سفید از داخل بخار عنصری عبور كند و سپس طیف آن تشكیل شود، در طیف حاصل خطوط تاریكی ظاهر می‌شود. این خطوط توسط اتمهای بخار جذب شده‌اند.

طیف اتمی از دیدگاه فیزیك كلاسیك

درك ساز و كار جذب و گسیل نور بوسیله اتمها از دیدگاه فیزیك كلاسیك آسان است. زیرا بنابر نظریه‌های كلاسیكی یك اتم در صورتی نور گسیل می‌كند كه به طریقی مانند برخورد با سایر اتمها یا توسط میدان الكتریكی به الكترونهای آن انرژی داده شود، در نتیجه الكترونها با به دست آوردن انرژی ارتعاش می‌كنند و امواج الكترومغناطیس بوجود می‌آورند، یعنی نور گسیل می‌كنند. اما این كه چرا اتمهای همه عنصرها موج الكترومغناطیسی با طول موجهای یكسان نمی‌كنند و این كه چرا هر عنصر طول موج خاص خود را دارد، ا ز دیدگاه فیزیك كلاسیك قابل توجیه نیست.

در مورد جذب نور هم ، از دیدگاه فیزیك كلاسیك ، می‌توان گفت كه وقتی نور به یك اتم می‌تابد، نوسان میدان الكتریكی ناشی از نور فروری باعث می‌شود كه الكترونهای اتم شروع به ارتعاش كنند و نور فرودی را جذب كنند. ولی باز هم در این دیدگاه هیچ توجیه قانع كننده‌ای برای این كه چرا هر عنصر تنها طول موجهای خاصی را كه مشخصه آن عنصر است جذب می‌كند و بقیه طول موجها را جذب نمی‌كند؟ وجود ندارد.

رابطه ریدبرگ - بالمر

طیف اتمی هیدروژن ، اولین طیفی بود كه بطور كامل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. آنگستروم تا سال 1885 میلادی طول موجهای چهار خط از طیف اتم هیدروژن را با دقت زیاد اندازه گرفت. بالمر كه یك معلم سوئیسی بود، وی این اندازه گیریها را مطالعه كرد و نشان داد كه طول موج خطهای این طیف را می‌توان با دقت بسیار زیاد بدست آورد. توفیق بالمر در خصوص یافتن رابطه‌ای برای خطهای طیف اتم هیدروژن در ناحیه مرئی موجب شد، كه تلاشهای بیشتری در جهت یافتن خطوط دیگر طیف اتم هیدروژن صورت گیرد. كار عمده در زمینه جستجو برای طیف كامل اتم هیدروژن توسط ریدبرگ در حدود سال 1850 میلادی انجام شد.

نتیجه

1. هم در طیف گسیلی و هم در طیف جذبی هر عنصر ، طول موجهای معینی وجود دارد كه از ویژگیهای مشخصه آن عنصر است. یعنی طیفهای گسیلی و جذبی هیچ دو عنصری مثل هم نیست.

2. اتم هر عنصر دقیقا همان طول موجهایی از نور سفید را جذب می‌كند كه اگر دمای آن به اندازه كافی بالا رود و یا به هر صورت دیگر بر انگیخته شود، آنها را تابش می‌كند.





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :


سه شنبه 17 مرداد 1396 09:32 ق.ظ
It is the best time to make a few plans for the long run and it's time
to be happy. I have learn this submit and
if I could I wish to counsel you some attention-grabbing issues or tips.

Perhaps you can write subsequent articles regarding this
article. I desire to read more issues approximately it!
شنبه 7 مرداد 1396 09:03 ق.ظ
Way cool! Some extremely valid points! I appreciate you writing this post and the rest of the website is really
good.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : محمد حسین اصغری
جستجو

آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :