طیف

انواع طیف

1) طیف پیوسته (مانند طیف تابش گرمایی)

2) طیف گسسته

الف) طیف گسیلی

ب) طیف جذبی

1) طیف پیوسته

طيفی كه در آن بين طول موج های متوالی فاصله ای نباشد طيف پيوسته ناميده می شود.

2) طیف گسسته

طيفی كه در آن تمام طول موج های متوالی وجود نداشته باشد؛ ( بين آن ها فاصله وجود داشته باشد) طيف گسسته ناميده می شود. تصاوير زير مثال هايی از طيف گسسته را نشان می دهد:

تابش گرمايی

اجسام در هر دمايی موج الكترومغناطيس گسيل (نشر) می كنند كه به آن تابش گرمايی گفته می شود.

طيف گسيلی خطی (طيف خطی)

گازهای كم فشار و رقيق كه اتم های منفرد آن ها از برهم كنش های قوی موجود در جسم جامد آزادند به جای طيف پيوسته، طيفی گسسته را گسيل می كنند كه شامل طول موج های معينی است و به آن طيف خطی گفته می شود. (اين طيف زمينه ی تاريک و خطوط رنگی دارد)

نحوه توليد طيف خطی هيدروژن

برای ايجاد اين طيف از يک لامپ باريک و بلند شيشه ای كه حاوی مقداری گاز رقيق و كم فشار است استفاده می شود. دو الكترود به نام های آند و كاتد در دوطرف اين لامپ قرار دارد كه به ترتيب به پايانه های مثبت و منفی که منبع تغذيه با ولتاژ بالا وصل اند. اين ولتاژ بالا، سبب تخليه ی الكتريكی در گاز می شود و اتم های درون گاز درون لامپ شروع به گسيل نور می كنند. طيف خطی ايجاد شده و همچنين رنگ نور گسيل شده، به نوع گاز درون لامپ بستگی دارد. تصوير زير مربوط به توليد طيف خطی اتم هيدروژن است.

طيف جذبی

اگر نور سفيد از داخل گاز عنصری عبور كند و سپس طيف آن تشكيل شود، درآن طيف خط های تاريكی تشكيل می شود زيرا برخی طول موج های نور سفيد توسط گاز جذب شده و از طيف نور سفيد حذف می گردند. به اين طيف طيف جذبی گفته می شود. (اين طيف زمينه ی رنگی با خطوط تاريک دارد)

نحوه توليد طيف جذبی اتم هيدروژن

برای ايجاد اين طيف باريكه ی نور سفيد ابتدا از گاز كم فشار هيدروژن عبور می كند و سپس از منشور عبور داده می شود. اتم های هيدروژن در اين فرايند برخی طول موج های نور سفيد را جذب می كنند و به جای آن ها روی پرده خطوط تاريک مشاهده می شود.

دو ويژگی مهم طيف های گسيلی و جذبی

1. هم در طيف گسيلی و هم در طيف جذب اتم های گازی هر عنصر، طول موج های معينی وجود دارد كه از مشخصه های آن عنصر است. (يعنی طيف گسيلی و جذبی هيچ دو عنصری همانند يكديگر نيست و از اين ويژگی برای شناسايی عناصر استفاده می شود)
2. اتم های هر گاز دقيقاً همان طول موج هايی را از نور سفيد جذب می كنند كه اگر دمای آن ها به اندازه ی كافی بالا رود يا به هر صورت ديگر برانگيخته شوند، آن ها را تابش می كنند.

خطوط فرانهوفر

طيف خورشيد يک طيف جذبی خطی گسسته است كه خط های نازک تاريكی در آن به علت جذب برخی طول موج ها توسط گازهای جو خورشيد و گازهای جو زمين ديده می شود كه به اين خطوط تاريک خطوط فرانهوفر گفته می شود.

معادله ی ريدبرگ-بالمر

يک رابطه رياضی به صورت زير است كه برای محاسبه ی طول موج های طيف خطی هيدروژن از آن استفاده می شود:

\(\frac{1}{\lambda } = R(\frac{1}{{{{n'}^2}}} - \frac{1}{{{n^2}}})\)

R ثابت ریدربرگ (\(n{m^{ - 1}}\) )

مقادیر n و \(n'\) با توجه به جدول رشته ی خط های طيفی گسيل هيدروژن از جدول زير تعيين می شود:

به طور مثال سومين خط رشته ی بالمر دارای \(n' = 2\)  و \(n = 5\)  است.

گستره طول موج های يک رشته

اختلاف كوتاه ترين و بلندترين طول موج در هر رشته را، گستره ی طول موج های آن رشته می نامند.