يتم إنجاز دراسة مستويات الطاقة الذرية من خلال مراقبة التحولات بين مستويات طاقة الإلكترون في الأطياف الذرية، ويمكن تقسيم الأطياف إلى نوعين، أطياف الانبعاث والامتصاص.
الطرق التجريبية للحصول على الخطوط الطيفية في فيزياء الكم
يمكن إنتاج الأطياف لأي طاقة ضوئية من موجات الراديو منخفضة الطاقة إلى أشعة جاما عالية الطاقة، ويحتوي كل طيف على مجموعة متنوعة من المعلومات، على سبيل المثال هناك العديد من الآليات المختلفة التي يمكن من خلالها لجسم ما، مثل النجم أن ينتج الضوء، وكل من هذه الآليات لها طيف مميز.
- تتمثل إحدى الطرق المباشرة للحصول على أطياف الخط الذري في إثارة غاز كهربائيًا بجهد عالٍ ومراقبة الضوء المنبعث من خلال محزوز الحيود.
- يمكن الحصول على نفس النوع من البيانات الطيفية عن طريق قياس الامتصاص الذري، حيث تشارك نفس مستويات الطاقة الكمومية، حيث يسمح بتحديد العناصر الكيميائية في النجوم البعيدة عن طريق قياس بصماتها الطيفية في أطياف امتصاص ضوء النجم.
- يستخدم نوع آخر من التحليل الطيفي تأثير أوجيه الذي يقذف الإلكترونات من الذرات استجابة لانتقالات الإلكترون، وتعطي الطاقة المقاسة للإلكترونات المقذوفة معلومات حول مستويات الطاقة الذرية وتسمح بتحديد الذرات، حتى في الحالة الصلبة.
- يعد التحليل الطيفي للإشباع باستخدام مصادر الليزر القابلة للضبط طريقة للحصول على أطياف عالية الدقة للغاية.
ما هو الطيف الكمي
أحد الآثار المترتبة على حالات الطاقة الكمية هذه هو أنه يُسمح فقط بطاقات فوتونية معينة عندما تقفز الإلكترونات من مستويات أعلى إلى مستويات أقل، مما ينتج طيف الهيدروجين.
1- كيفية الحصول على طيف الامتصاص لعنصر ما تجريبياً
الطرق التجريبية للحصول على الخطوط الطيفية في فيزياء الكم، إذ أن هناك مجموعة واسعة من الأساليب التجريبية لقياس أطياف الامتصاص، والترتيب الأكثر شيوعًا هو توجيه حزمة إشعاع متولدة إلى عينة واكتشاف شدة الإشعاع الذي يمر عبرها، ويمكن استخدام الطاقة المرسلة لحساب الامتصاص.
2- كيف يتم الحصول على الأطياف الذرية
يتم إنتاج أطياف الانبعاث الذري عندما تعود الإلكترونات المثارة إلى الحالة الأرضية، وعندما تعود الإلكترونات إلى مستوى طاقة أقل، فإنها تصدر طاقة على شكل ضوء.
3- كيف يتم قياس الأطياف الذرية
تتمثل إحدى الطرق المباشرة للحصول على أطياف الخط الذري في إثارة غاز كهربائيًا بجهد عالٍ ومراقبة الضوء المنبعث من خلال محزوز الحيود، ويمكن الحصول على نفس النوع من البيانات الطيفية عن طريق قياس الامتصاص الذري، حيث تشارك نفس مستويات الطاقة الكمومية.
4- كيف يتم الحصول على الطيف في المختبر
يتم إنتاج أطياف الانبعاث عندما يتم إثارة ذرات غاز منخفض الكثافة، وفي الواقع يتم تسخينها بواسطة تيار كهربائي أو أشعة فوق بنفسجية أو بعض مصادر الطاقة الأخرى.
5- أي من الطرق التحليلية تستخدم لقياس الامتصاص الطيفي
قياس الطيف الضوئي هو قياس مدى امتصاص مادة كيميائية أو نقلها، ويستخدم قياس الطيف الضوئي على نطاق واسع للتحليل الكمي في مجالات مختلفة، على سبيل المثال، الكيمياء والفيزياء والبيولوجيا والكيمياء الحيوية وهندسة المواد والكيميائية والتطبيقات السريرية والتطبيقات الصناعية.
6- كيف يتم الحصول على الخطوط الطيفية
يتم إنشاء الخطوط الطيفية بواسطة انتقالات الإلكترونات في جوف الذرات أو الأيونات، عندما تذهب الإلكترونات إلى النواة الذرة أو أيون أو بعيدًا عنها؛ تنبعث أو تُمتص الطاقة على شكل ضوء أو إشعاع آخر.
7- ما هي الأنواع الثلاثة من الأطياف التي تنتجها الذرات
هناك ثلاثة أنواع من الأطياف الذرية وهي أطياف الانبعاث وأطياف الامتصاص والأطياف المستمرة.
8- كيف يتم إنتاج أنواع الأطياف
ينتج الطيف المستمر عن طريق مصدر ضوء ساخن عالي الكثافة، ويتم إنتاج طيف الانبعاث بواسطة مصدر ضوء ساخن ومنخفض الكثافة، ويتم إنتاج طيف الامتصاص بواسطة مصدر ضوء ساخن عالي الكثافة يتألق من خلال وسط بارد منخفض الكثافة.
9- ما هي تجربة الأطياف الذرية
يتم مسح الأطياف الذرية للهيدروجين والهيليوم والزئبق يدويًا باستخدام مقياس الطيف الضوئي الشبكي، والذي يقيس شدة الضوء النسبية كدالة للزاوية، فمن الرسم البياني الناتج، يتم تحديد الأطوال الموجية للخطوط الطيفية عن طريق قياس الزاوية من الحد الأقصى المركزي لكل خط.
10- ما هي الأداة المستخدمة لقياس الأطياف
بالمعنى الأوسع، فإن مقياس الطيف هو أي أداة تُستخدم لقياس تغير خاصية فيزيائية على مدى معين؛ لأي طيف.
ومقياس الطيف هو أي أداة تستخدم لاستكشاف خاصية الضوء كدالة لجزئها من الطيف الكهرومغناطيسي، وعادةً ما يكون الطول الموجي أو التردد أو الطاقة، عادةً ما تكون الخاصية التي يتم قياسها هي شدة الضوء، ولكن يمكن أيضًا قياس المتغيرات الأخرى مثل الاستقطاب.
11- ما هي الأداة المستخدمة في قياس أطياف الانبعاث الذري
تثير البلازما الإلكترونات في العناصر وينتج عن إزالة الإثارة عنها انبعاث أطوال موجية مميزة، والتي يمكن استخدامها لتحليل التركيب؛ حيث يتم قياس الأطوال الموجية المنبعثة باستخدام مطياف، ويمكن استخدام هذه التقنية لقياس العناصر الرئيسية وكذلك العناصر النزرة في وقت واحد.
12- هل الطيف الخطي مستمر أم كمي
تنتج الطاقات (الخطوط) المنفصلة في أطياف العناصر من الطاقات الإلكترونية الكمية، وهذا يعني أنه كمي.
يتم حساب الحد الأقصى لعدد الطلبات المرئية باستخدام محزوز الحيود 500 خط لكل مليمتر، باستخدام ضوء بطول موجة 600 نانومتر؛ لذلك يمكن رؤية الحد الأقصى لعدد الطلبات = 3، ويمكن رؤية ما مجموعه سبع صور للمصدر، ثلاث على كل جانب من جوانب الصورة المركزية.
