يتكون الضوء الذي تطلقه الذرات من أطوال موجية محددة ، تسمى الخطوط ؛ ملاحظتها بواسطة مطياف ، الخطوط ، بشكل جماعي ، أطياف ذرية.
بتفاصيل اكثر …
في الذرة ، للإلكترونات طاقات محددة ومنفصلة. عندما ينتقل الإلكترون ("يقفز") من مستوى طاقة إلى آخر ، فإنه ينبعث (إذا كان ينتقل من مستوى أعلى إلى مستوى أدنى) أو يمتص الضوء (بالعكس) - الفوتون - بطول موجي منفصل محدد. في أي مجموعة معينة من الظروف (الضغط ، درجة الحرارة ، شدة المجال المغناطيسي ، إلخ) ، فإن جمع كل تلك الأطوال الموجية المحددة هو طيف الذرة ... لذا فإن الأطياف الذرية هي أطياف الذرات!
نظرًا لأن مستويات طاقة الإلكترون الذرية فريدة لكل عنصر ، يمكن استخدام الخطوط في الطيف (الانبعاث أو الامتصاص) لتحديد العناصر الموجودة في المصدر (على سبيل المثال ، نجمة) أو الغاز بين المصدر وبيننا (على سبيل المثال بين النجوم متوسط). بالطبع ، بالنسبة لجسم خارج المجرى - ربما يكون كوازارًا - فأنت بحاجة إلى أكثر من سطر واحد لتحديد هوية معينة ... لأن الكون يتوسع (وبالتالي لا تعرف مقدار الخط الوحيد الذي تم تحويله إلى الأحمر).
قد لا تكون التحولات الإلكترونية الخفيفة في الذرات في الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي ، ولكن بالنسبة للذرات المحايدة أو التي فقدت إلكترونًا واحدًا أو إلكترونين فقط (نعم ، يشير مصطلح "الأطياف الذرية" إلى طيف خط الأيونات أيضًا!) تكون معظم الخطوط بالأشعة فوق البنفسجية أو المرئية أو القريبة من الأشعة تحت الحمراء. بالنسبة للذرات شديدة التأين ، توجد الخطوط في منطقة الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية الشديدة.
نظرًا لأن الكثافة النسبية للخطوط في الطيف الذري تختلف باختلاف درجة الحرارة ، يمكن أن يقدم تحليل الخطوط في طيف النجم (على سبيل المثال) تقديرًا لدرجة حرارة سطح النجم (الغلاف الضوئي). يعتمد عرض الخطوط على ضغط الغاز ؛ يعتمد هيكل الخطوط على شدة المجال المغناطيسي ؛ (... لديك فكرة) - الأطياف الذرية هي نافذة رائعة على الظروف المادية للأماكن البعيدة!
اتبحث عن المزيد؟ تحتوي صفحة الويب هذه بجامعة أوريغون على وصف جيد ومختصر للطيف الذري. وتغطي النماذج الذرية وأطياف مختبر الفيزياء كلا من السياق التاريخي وأكثر قليلاً من النظرية.
بما أن الأطياف الذرية تلعب دورًا حيويًا في علم الفلك البصري ، فلا عجب أن هناك الكثير من مقالات مجلة الفضاء التي تتضمن أطيافًا ذرية! إليك مجموعة عشوائية: دراسة جديدة تجد أن القوة الأساسية لم تتغير بمرور الوقت ، ويكتشف سبيتزر منطقة تشكل المجرات المبكرة ، والسديم الغريب حول إيتا كارينا.
تدور أحداث سلسلة علوم الفلك وأطيافها حول الأطياف الذرية. تشمل الحلقات الأخرى لعلم الفلك التي تستحق الاستماع إليها ، فيما يتعلق بالأطياف الذرية ، علم الفلك البصري والبحث عن عوالم أخرى.
مصادر:
GSU Hyperphysics
نيست
