ما هو طيف الانبعاث والفرق بينه وبين الطيف الذري

هل سمعت من قبل عن طيف الانبعاث؟ إنه مصطلح علمي يشير إلى الأشعة الكهرومغناطيسية التي تنبعث من جسم ما، والتي يمكن لها أن تكون مرئية أو غير مرئية للعين المجردة يحوي الطيف معلومات قيّمة عن الجسم المنبعث، بما في ذلك تركيبه الكيميائي ودرجة حرارته وحالته الفيزيائية، ويمكن استخدام هذه المعلومات في العديد من المجالات العلمية وفي هذا النص، سنتحدث بشكل أكثر تفصيلاً عن ما هو وكيف يتم قياسه وفهمه، وما هي التطبيقات العلمية التي تستخدمه، فلنبدأ رحلتنا في استكشاف هذا المفهوم العلمي المثير.

طيف الانبعاث الذري

يشير طيف الانبعاث الذري إلى الأشعة الكهرومغناطيسية التي تبعثها الذرات عندما تتحرك من حالة طاقة إلى حالة طاقة أقل،

ويمكن تفسير هذا الطيف على أنه خطوط ملونة أو مجموعة من الخطوط التي تمثل الطول الموجي للأشعة الكهرومغناطيسية التي تنبعث من الذرات.

وتختلف خطوط الطيف الذري الخاصة بكل عنصر عن الآخر، ويمكن استخدام هذه الخاصية لتحديد وجود العناصر في المواد المختلفة، كما يستعمل الطيف الذري بشكل واسع في العلوم الطبيعية والكيمياء والفيزياء وفي مجالات الطاقة والصناعة.

في الطيف الذري، يتم إجراء التحليل بواسطة تفكيك ضوء الشمس أو مصدر ضوء آخر عن طريق عبورها عبر عينة تحتوي على الذرات المراد دراستها وعندما يمر الضوء من خلال العينة، يتم امتصاص بعض أشعة الضوء بواسطة الذرات في العينة.

ومن ثم يتم استخدام جهاز قياس الطيف لتحديد الأطوال الموجية للأشعة الكهرومغناطيسية التي تم امتصاصها، وهذا يمكن من خلال مقارنتها بطيف الانبعاث الذري المعروف مسبقاً للعنصر المراد دراسته.

طيف الانبعاث والامتصاص

يشير طيف الانبعاث والامتصاص إلى التفاعل بين الضوء والمادة ويتمثل هذا التفاعل في قدرة المادة على امتصاص الضوء أو إنتاجها وتتأثر قدرة المادة على امتصاص أو إنتاج الضوء بتركيبها الجزيئي وطبيعتها الفيزيائية.

ويتميز كل مركب بطيفه الخاص من الانبعاث والامتصاص، والذي يعكس تركيبه الجزيئي والفيزيائي وباستخدام أجهزة قياس معينة، يمكن للعلماء قياس هذه الأطياف واستخدامها لفهم الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمركبات.

ويتكون الطيف الانبعاثي من مجموعة من الخطوط الضوئية الساطعة، ويمكن قياس ترددات هذه الخطوط لتحديد تركيب المركب،

ومن الجدير بالإشارة إلى أن هذه الخطوط الضوئية تختلف بتردداتها وأطوال موجاتها، وهذا يتيح للعلماء تحديد ما إذا كان المركب يمتص ضوءًا عند ترددات معينة أم لا.

اقرأ أيضاً: ما هي ألوان الطيف بالترتيب

طيف الامتصاص الذري

يعد طيف الامتصاص الذري أحد أهم التقنيات الكيميائية والفيزيائية المستخدمة في دراسة الخصائص الذرية للمركبات الكيميائية، حيث:

• يتم استخدام هذه التقنية بشكل واسع في علم الكيمياء الذرية والفيزياء الذرية، وتستخدم في الكثير من التطبيقات العلمية والصناعية، مثل الكشف عن الشوائب وتحديد تراكيز المركبات الكيميائية.
• يتكون طيف الامتصاص الذري من مجموعة من الخطوط الداكنة في طيف الضوء الذي يمر من خلال عينة من المركب.
• وتمثل هذه الخطوط الأطوال الموجية للضوء الذي تمتصه الذرات الموجودة في العينة.
• ويتم قياس طيف الامتصاص باستخدام جهاز الامتصاص الذري، والذي يعمل عن طريق إرسال شعاع ضوئي من خلال عينة المركب المراد دراستها. 
• ثم يتم قياس الضوء المنبعث من العينة بعد تمريرها في المحلل الضوئي.

سبب انبعاث طيف الهيدروجين

يعتبر طيف الهيدروجين من أكثر الأنواع شيوعاً في الطيف الذري، ويتميز بأنه ينبعث على شكل نقاط وليس خطوط متصلة، وتعود هذه الظاهرة إلى تركيب الذرة الهيدروجينية وحركة الإلكترونات التي تدور حول النواة.

في الهيدروجين، تتواجد الإلكترونات في مستويات طاقة محددة، ويمكن لهذه الإلكترونات الانتقال من حالة طاقة عالية إلى حالة طاقة أقل عندما تتعرض للتحفيز بواسطة الطاقة الكهرومغناطيسية.

عندما تحدث هذه الانتقالات يتم إطلاق الطاقة الزائدة على شكل أشعة كهرومغناطيسية تقع في نطاق الطيف الضوئي المرئي.

قد يهمك قراءة التالي: الفرق بين العدد الذري والعدد الكتلي

فوائد طيف الانبعاث 

يعد طيف الانبعاث واحدًا من الأدوات الأساسية في العلوم الفيزيائية والكيميائية والفلكية، ويتم استخدامه في العديد من التطبيقات المختلفة. وفيما يلي بعض الفوائد الرئيسية له:

• دراسة تركيب المواد: يمكن استخدام استخدامه لدراسة تركيب المواد المختلفة، وتحديد عناصرها ومركباتها الكيميائية.
• تحليل العينات: يمكن استخدام استخدامه لتحليل العينات المختلفة، مثل الأغذية والمشروبات والأدوية وغيرها، وتحديد مكوناتها الكيميائية.
• الكشف عن الشوائب: يمكن استخدامه للكشف عن الشوائب الموجودة في المواد المختلفة، مثل الملوثات البيئية والمواد الكيميائية الخطرة.
• الطيف الفلكي: يمكن استخدام اللجوء له لدراسة الأجرام السماوية، مثل النجوم والكواكب والمجرات، وتحديد تركيبها الكيميائي وخواصها الفيزيائية.
• تحديد درجة حرارة الجسم: يمكن استخدام كما يعمل على لتحديد درجة حرارة الجسم، وذلك من خلال دراسة الانبعاث الحراري للجسم.
• تشخيص الأمراض: يمكن استخدام طيف الانبعاث في تشخيص الأمراض، مثل السرطان والأمراض النفسية وغيرها، من خلال دراسة تركيب العينات الحيوية.

وبالإضافة لذلك يمكن استخدام الطيف في العديد من التطبيقات الأخرى، مما يجعله أداة مهمة جدًا في العلوم المختلفة.

طيف الانبعاث الذري للهيدروجين

يتميز طيف الانبعاث الذري للهيدروجين بأنه يظهر على شكل نقاط، ويعتبر من الأشكال الأكثر شيوعاً في الطيف الذري للهيدروجين ويعود ذلك إلى الطريقة التي يتم بها انتقال الإلكترونات داخل ذرة الهيدروجين.

تتألف ذرة الهيدروجين من نواة تحتوي على بروتون وإلكترون واحد، وتدور الإلكترونات حول النواة في مستويات طاقة مختلفة.

تابع قراءة التالي: أسباب ضعف التحصيل الدراسي والحل الجذري لتلك المشكلة