اطياف الانبعاث - الضوء .. الفيزياء
اطياف الانبعاث
تكون الالكترونات في الذرة مرتبة في مدارات دائرية الشكل تقريبا ، يحتوي كل منها على عدد محدد من الالكترونات . وبما أن عدد الالكترونات يزداد من عنصر الى اخر ، فان هذه المدارات تمتلىء بالالكترونات بدءا بالمدار الذي يكون أقرب من غيره الى النواة .
والجدير بالذكر أن طاقة الذرة تتحدد بالدرجة الاولى بالمدارات الممتلئة بالالكترونات ، وانها تزداد كلما كبرت المسافة التي تفصلها عن النواة .
واذا تمكنت الذرة من امتصاص قدر من الطاقة من الوسط المحيط بها ، يصبح بمقدور أحد الالكترونات فيها أن يقفز من مداره الى مدار يتميز بمستوى أعلى من الطاقة ، ولكن بشرط أن يوجد له مكان شاغر في هذا المدار ( وهذا أمر ممكن بالنسبة للالكترونات الموجودة في المدارات الخارجية بسبب امتلاء المدارات الداخلية بنصيبها المحدد لها ) . وفي هذه الحالة تصبح الذرة بحالة اثارة . وقد أوضح نيل بور عام ۱۹۱۳ أن امتصاص الذرة للطاقة المشعة أو بعثها لها يكون على شكل فوتونات يملك كل منها طاقة ن ، وأن امتصاص فوتون واحد يؤدي الى حصول قفزة واحدة للالكترون وبما أن الذرة المثارة غير مستقرة ، فان الالكترون يعود بعد ذلك الى مداره الاساسي مطلقا في الوقت نفسه جميع الطاقة الزائدة والتي تساوي الفرق بين قيمتي طاقته الابتدائية وطاقته النهائية ق١ - ق٢ تتخذ هذه الطاقة المحررة شكل فوتون وفقا للمعادلة ق١ - ق٢ = h ن . وتجدر الاشارة الى انه نتيجة للعدد الكبير للمدارات الممكنة ، فان الفوتونات سوف تنبعث وتكون على ترددات مختلفة وعندما تسقط الاشعة المنبثقة من ذرة الهدروجين على لوحة تصوير موجودة في راسم مطيافي ، تظهر على اللوحة مجموعة من الخطوط الرفيعة يطلق عليها اسم طيف انبعاث الذرة ويمثل كل خط منها ترددا معينا والجدير بالذكر أن كل عنصر من عناصر المادة يتميز بطيفه الخاص به .
وللاجسام الغازية اطيافها الخطية المميزة لها أما السوائل ، فانها عرضة لتفاعلات شديدة تحصل بين ذراتها وجزيئاتها وتؤدي الى حدوث تغيير طفيف في مستويات الطاقة فيها ، فلا يلبث الطيف الخطي أن يتحول الى طيف من نوع اخر اسمه الطيف الشريطي . وفي الاجسام الصلبة ، تكون هذه التفاعلات اكبر بكثير مما يزيد من عرض اشرطة الطيف التي تتشابك فيما بينها وتكون طيفا متصلا والمعروف ان الضوء المنبعث من شعيرة التانجستين الساخنة هو عبارة عن طيف متصل يغطي قسم الموجات المرئية بأكمله وعندما تمتص الذرة مقدارا كافيا من الطاقة ، يستطيع الالكترون أن يفلت منها فتصبح ذرة مشردة ( مؤينة ) ذات شحنة موجبة .
( ينشأ عن قفزات الالكترونات من المدار الاعلى الى المدار الاسفل تشكيل خطوط طيف الانبعاث للهدروجين .
( اقصى اليمين ) مقارنة بين طيف الانبعاث المتصل وأطياف الانبعاث الخطي .
اطياف الانبعاث
تكون الالكترونات في الذرة مرتبة في مدارات دائرية الشكل تقريبا ، يحتوي كل منها على عدد محدد من الالكترونات . وبما أن عدد الالكترونات يزداد من عنصر الى اخر ، فان هذه المدارات تمتلىء بالالكترونات بدءا بالمدار الذي يكون أقرب من غيره الى النواة .
والجدير بالذكر أن طاقة الذرة تتحدد بالدرجة الاولى بالمدارات الممتلئة بالالكترونات ، وانها تزداد كلما كبرت المسافة التي تفصلها عن النواة .
واذا تمكنت الذرة من امتصاص قدر من الطاقة من الوسط المحيط بها ، يصبح بمقدور أحد الالكترونات فيها أن يقفز من مداره الى مدار يتميز بمستوى أعلى من الطاقة ، ولكن بشرط أن يوجد له مكان شاغر في هذا المدار ( وهذا أمر ممكن بالنسبة للالكترونات الموجودة في المدارات الخارجية بسبب امتلاء المدارات الداخلية بنصيبها المحدد لها ) . وفي هذه الحالة تصبح الذرة بحالة اثارة . وقد أوضح نيل بور عام ۱۹۱۳ أن امتصاص الذرة للطاقة المشعة أو بعثها لها يكون على شكل فوتونات يملك كل منها طاقة ن ، وأن امتصاص فوتون واحد يؤدي الى حصول قفزة واحدة للالكترون وبما أن الذرة المثارة غير مستقرة ، فان الالكترون يعود بعد ذلك الى مداره الاساسي مطلقا في الوقت نفسه جميع الطاقة الزائدة والتي تساوي الفرق بين قيمتي طاقته الابتدائية وطاقته النهائية ق١ - ق٢ تتخذ هذه الطاقة المحررة شكل فوتون وفقا للمعادلة ق١ - ق٢ = h ن . وتجدر الاشارة الى انه نتيجة للعدد الكبير للمدارات الممكنة ، فان الفوتونات سوف تنبعث وتكون على ترددات مختلفة وعندما تسقط الاشعة المنبثقة من ذرة الهدروجين على لوحة تصوير موجودة في راسم مطيافي ، تظهر على اللوحة مجموعة من الخطوط الرفيعة يطلق عليها اسم طيف انبعاث الذرة ويمثل كل خط منها ترددا معينا والجدير بالذكر أن كل عنصر من عناصر المادة يتميز بطيفه الخاص به .
وللاجسام الغازية اطيافها الخطية المميزة لها أما السوائل ، فانها عرضة لتفاعلات شديدة تحصل بين ذراتها وجزيئاتها وتؤدي الى حدوث تغيير طفيف في مستويات الطاقة فيها ، فلا يلبث الطيف الخطي أن يتحول الى طيف من نوع اخر اسمه الطيف الشريطي . وفي الاجسام الصلبة ، تكون هذه التفاعلات اكبر بكثير مما يزيد من عرض اشرطة الطيف التي تتشابك فيما بينها وتكون طيفا متصلا والمعروف ان الضوء المنبعث من شعيرة التانجستين الساخنة هو عبارة عن طيف متصل يغطي قسم الموجات المرئية بأكمله وعندما تمتص الذرة مقدارا كافيا من الطاقة ، يستطيع الالكترون أن يفلت منها فتصبح ذرة مشردة ( مؤينة ) ذات شحنة موجبة .
( ينشأ عن قفزات الالكترونات من المدار الاعلى الى المدار الاسفل تشكيل خطوط طيف الانبعاث للهدروجين .
( اقصى اليمين ) مقارنة بين طيف الانبعاث المتصل وأطياف الانبعاث الخطي .
تعليق