طيف كهرطيسي
المحتويات

تعريفًا بالموضوع، الطيف الكهرطيسي أو الطّيف الكهرمغناطيسي أو مصطلح عام يشمل جميع الترددات الممكنة من الإشعاعات الكهرطيسية. ويُعرَف الطّيف الكهرطيسي كذلك (يسمى عادة بالطّيف فقط) بخطوط الأشعة الصادرة من جسم أسود عند درجة حرارة معينة (لكل خط طول موجة معينة وتردد معين). لكل عنصر كيميائي طيف يميزه، أي له مجموعة خطوط متسلسلة تميزه عن غيره، ويسمى هذا الطيف «طيف انبعاث». يتغير طيف الأشعة المنبعثة من جسم بتغير درجة حرارة الجسم، ويُختار اللون الأسود بالذات لأنه «مثالي» في امتصاص الأشعة ومثالي كذلك في إصدار الأشعة. يكون طيف العناصر عادة في نطاق الضوء المرئي. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
في هذا الإطار، يمتدُ الطّيفُ الكهرطيسيّ من الترددات المنخفضة مثل الترددات المستعملة في الرّاديو، عبر الترددات المتوسطة مثل ترددات أشعة الضوء المرئيّ، إلى الترددات العالية مثل أشعة إكس، وينتهي بأشعة غاما. ويـُعتبرُ أنّ حدَّ أقصرِ طولٍ موجيّ هو طول بلانك، وأكبر طول موجيّ ممكن هو حجم الكون كله. (شاهد علم الفضاء الطّبيعي).
موجات صغرية طول موجة نحو 1 سنتيمتر
في هذا الإطار، الطيف المرئي (أحمر، برتقالي، أصفر، أخضر، أزرق، بنفسجي) أطوال موجات بين 400 - 700 نانومتر
أشعة فوق بنفسجية طول موجة نحو 100 نانومتر
أشعة تحت الحمراء طول موجة نحو 900 نانومتر
س = l × ت د
- حيث:
- س: سرعة الضوء في الفراغ = 3 × 810 م / ث.
- l : طول الموجة.
- ت د: تردد الموجة.
- وتستعمل هذه الموجات في عمليات الإرسال اللاسلكي مثل:
- 1- الإرسال الإذاعي
- 2- الإرسال التلفازي
- 3- الرادار
- 4- توجيه الطائرات والسفن
سرعة الانتشار = طول الموجة × التردد
علاوةً على ذلك، وبما أن سرعتها ثابتة وهي سرعة الضوء في الفراغ (أو الهواء) = 3 × 810 م / ث = 300000000 م/ث.
إذاً:
أشعة السينية طول موجة نحو 1 نانومتر
وتشمل هذه المجموعات الرئيسية مجموعات تحتية ثانوية أخرى.
وعلى صعيد آخر، تعمل الهواتف المحمولة في أوروبا اليوم بحسب معيار GSM. يستعملون ترددات قرابة 900 ميغا هيرتز لشبكة D و 1800 ميغا هيرتز؛ لشبكة
- 1- المجموعات اللاسلكية (الراديوية).
- 2- الأشعة تحت الحمراء.
- 3- موجات الطيف المرئي.
- 4- موجات الأشعة فوق البنفسجية.
- 5- موجات الأشعة السينية.
- 6- موجات أشعة غاما.
- والجدول أدناه يمثل هذه الموجات وبعض خصائصها.
- الطيف الكهرطيسي
إضافةً إلى ذلك، يتكون الطيف الكهرطيسي من مجموعات من الموجات لها نفس الخصائص إلا أنها تختلف في أطوالها الموجية وفي تردداتها. كما في الشكل:
أشعة غاما طول موجة نحو 1و0 أنجستروم وأقصر
(E). (قارن بالشكل أعلاه إلى اليسار).
الأطوال الموجية لألوان الطيف المرئي
من جهة ثانية، ويتم الحصول على التردد بالتيراهرتز (THz) بقسمة 300000 على الطول الموجي بالنانومتر ، أو .
من جهة ثانية، على الرغم من أن الطيف مستمر ولا توجد حدود واضحة بين لون واحد واللون التالي ، يقدم الجدول التالي القيم المحددة للحقول اللونية الرئيسية ، مع تحديد الأسماء وحدود طول الموجة .
وفي السياق ذاته، يتم الحصول على تردد الإشعاع بالهرتز بقسمة سرعة الضوء ، قرابة متر / ثانية ، على الطول الموجي بالأمتار.
يرتبط تردد الموجة مع طولها الموجي بالعلاقة التالية:
نطاقات الطيف الكهرطيسي
موجات راديوية طول موجة بين 5و0 و 1 متر
ومن جهة أخرى، الطيف عبارة عن المجموعة الكاملة للأمواج الكهرطيسية. ونهتم عادة في البحث العلمي بأطياف العناصر حيث يتميز كل عنصر بطيف مميز له مثل بصمة الإصبع عند الأشخاص، ويظهر في هيئة خطوط ضوئية متوازية متجاورة ذات ألوان مختلفة مميزة. وأطياف العناصر تقع بصفة أساسية في نطاق الضوء المرئي من الطيف الكهرطيسي - بين الضوء الأحمر وله طول موجة نحو 700 نانومتر والضوء البنفسجي وله طول موجة 400 نانومتر (انظر الشكل أسفله).
ويتكون الطيف الكهرطيسي من موجات ذات أطوال موجة مختلفة:
5- موجات مركبات الفضاء
من جهة ثانية، وكلما كانت الموجات عالية التردد، كلما استطاعت النفاذ إلى الفضاء الخارجي، مثل: موجات التلفاز والردار، لذلك يمكن الاستفادة من الموجات اللاسلكية القصيرة جداً (الموجات الدقيقة Microwave) في الاتصال بالأقمار الصناعية ومركبات الفضاء لقدرتها على اختراق جميع الطبقات المتأينة إلى الفضاء الخارجي.
إضافةً إلى ذلك، - تزداد قدرة الموجات اللاسلكية على اختراق طبقات الهواء المتأينة كلما ازداد ترددها، لذلك تستعمل الموجات القصيرة (عالية التردد) في الموجات السماوية بهدف تغطية مساحات أوسع.
علاوةً على ذلك، ويختلف طول موجات اللاسلكي المستعملة في كل من هذه الأغراض. وأطولها موجات الإذاعة (موجات طويلة ومتوسطة وقصيرة)، وأقصرها موجات الرادار وموجات مركبات الفضاء والتي تسمى بالموجات الدقيقة.
ومن جهة أخرى، يمكن دراسة أسطح الأجسام ومكوناتها عن طريق الأشعة تحت الحمراء، كما يمكن استخدامها في دراسة أنواع الصخور والمعادن المكونة لأسطح الأجسام في التصوير.
من جانب آخر، الأشعة تحت الحمراء هي أشعة غير مرئية لكننا نحس بوجودها عن طريق الحرارة المتولدة عنها، وتظهر في الطيف الكهرطيسي بنهاية الطيف المرئي ويتراوح طولها الموجي بين 0.7 إلى 1 ميكروميتر.
- يعتمد إشعاع الجسم للأشعة الحمراء على ما يلي:
- 1- طبيعة سطح الجسم.
- 2- درجة حرارة الجسم.
- اقرأ كذلك
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟