الطيف الكهرومغناطيسي هو عبارة عن جميع الاشعاعات المرئية وغير المرئية المختلفة في أطوالها الموجية، ونظراً لصغر حجم الذرة وصعوبة تركيبها بشكل مباشر لجأ العلماء لدراسة الضوء الناتج عن ذرات الغازات المهيجة؛ لمعرفة التركيب الالكتروني الدقيق للذرة.

 

ماهية الطيف الكهرومغناطيسي

 

يشمل الطيف الكهرومغناطيسي الطيف المرئي والطيف غير المرئي، يتكون الضوء من وحدات صغيرة جداً تسمى فوتونات، تنتشر على شكل أمواج، الضوء المرئي يمثل الألوان المرئية التي يتم رؤيتها بالعين المجردة ويقع طول موجتها ضمن المدى البصري للعين (ألوان قوس قزح)، والضوء غير المرئي يمثل الاشعاعات والأمواج التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة مثل الأشعة السينية، الأشعة تحت الحمراء، أمواج الراديو والتلفزيون وأشعة جاما.

 

مكونات الطيف الكهرومغناطيسي

 

  • طول الموجة: وهو عبارة عن المسافة بين قمتين متتالتين أو قاعين متتالين.

 

  • التردد: هو عبارة عن عدد الموجات التي تعبر في نقطة معينة بالثانية الواحدة.

 

خصائص الطيف الكهرومغناطيسي

 

أثبت العالمين ماكس بلانك وألبرت أينشتاين أن الضوء يمتلك ما يسمى بالطبيعة المزدوجة، وهي تعني أن الضوء يمتلك خاصيتين هما:

 

  • الخاصية الموجية: بحيث الضوء ينبعث على شكل أمواج.

 

  • الخاصية المادية: الضوء ينبعث على شكل وحدات صغيرة تسمى فوتونات، ولكل فوتون كمية ثابتة ومحددة من الطاقة تتناسب مع تردده حسب العلاقة التالية: الطاقة = ثابت بلانك * التردد، حيث التردد = سرعة الضوء/طول الموجة.

 

الفرق بين الطيف المنفصل والطيف المتصل

 

الطيف المنفصل أو ما يُعرف بالخطي ينتج عن تحليل الضوء الصادر عن ذرات العناصر المهيجة مثل الهيدروجين والصوديوم، بينما الطيف المتصل ينتج عن تحليل الضوء الصادر عن المصباح الكهربائي أو ضوء الشمس، في الطيف المتصل يوجد بين مناطق الطيف المختلفة وبين ألوانه حواجز أو فواصل، ويوجد فيه عدد معين ومحدود من الألوان التي تختلف عن بعضها البعض في طول الموجة، بينما في الطيف المتصل لا يوجد فراغات بين ألوانه ويكون على شكل إشعاعات متصلة، ويحتوي على جميع الألوان التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة بمختلف الأطوال الموجية.

 

تشابه الأطياف الخطية لذرات العناصر

 

التشابه في أطياف ذرات العنصر الواحد يعود إلى التشابه في مستويات الطاقة لذرات نفس العنصر، بينما اختلاف أطياف العناصر يعود إلى الاختلاف في مستويات الطاقة الناتج عن الاختلاف بين شحنات الجسيمات الموجبة في النواة التي تدعى البروتونات، وبذلك يمكن تشبيه الطيف الذري للعنصر بمثابة البصمة أو الهوية التي تميز عنصر عن غيره.

 

تصدر ذرات العناصر طيفاً خطياً من خلال تمرير شرارة كهربائية خلال غاز أو بخار العنصر مثل الهيدروجين أو الصوديوم، وتكتسب الذرات طاقة مما يؤدي إلى تهيجها، بحيث تنتقل الالكترونات من مستوى أدنى طاقة إلى مستوى طاقة أعلى، وعندما تعود الالكترونات إلى المستوى الأدنى طاقة، فإنها تفقد الطاقة التي امتصتها على شكل ضوء.