تحليل طيفي

تحليل الضوء الأبيض إلى طيف بواسطة منشور زجاجي

التحليل الطيفي أو تحليل الطيف هو تحليل للضوء المنبعث أو المنعكس عن أية مادة بواسطة جهاز خاص يطلق عليه اسم المطياف. ولكل مادة طيفها المميز الذي لايطابق أية مادة أخرى^[1]. ويمكن تعرّفها عن طريق خطوط سوداء تظهر في أماكن محدودة من مقياس الطيف، والطيف نفسه ينشأ أساسًا من مرور الضوء في منشور زجاجي. القوانين الأوليّة لتحليل الطيف، والمعروفة عمومًا باسم قوانين كيرشوف، تقسّم الطيف المنبعث على النحو التالي^[2]:

1. المواد الصلبة، أو الغازات الكثيفة: تنتج عند تسخينها طيفًا مستمرًا.
2. الغازات منخفضة الكثافة: تنتج عند تسخينها طيفًا منبعثًا.
3. مصدر للطيف المستمر يظهر من خلال غاز بارد منخفض الكثافة ينتج خط من الطيف الممتص.

بعض إستخداماتها

1. يستخدم في الكيمياء الفيزيائية والتحليلية للكشف عن وجود المواد المختلفة في عينة ما من خلال تحليل الاطياف المنبعثة أو الممتصة بواسطة هذه المواد.
2. في الفلك والاستشعار عن بعد (Remote sensing). أغلب التلسكوبات الكبيرة تحمل أجهزة مقاييس طيفية تستعمل لقياس التركيب الكيميائي والخواص الفيزيائية للاجسام الفلكية أو لقياس سرعاتها من تأثير دوبلر على خطوطها الطيفية.

طرق القياس الطيفية

أغلب الطرق الطيفية تتميز بأنها ذرية أو جزيئية حسب تطبيقها علي الذرات أو الجزيئات: بالإضافة إلى ذلك التصنيف يمكن تقسيم طرق القياس الطيفي اعتماداً على طبيعة التفاعل بين الأشعة والمادة إلى المجموعات الآتية:-

• طرق التحليل الطيفي بالامتصاص:

تستخدم الأطياف الكهرومغنطيسية التي تمتصها مادة ما، وهي تشمل طرق الامتصاص الذري ومختلف الطرق الجزيئية مثل طرق الأشعة تحت الحمراء والفوق بنفسجية والمرئية والمايكرويف.

• طرق التحليل الطيفي بالانبعاث:

تستخدم الاطياف الكهرومغنطيسية التي تبعثها مادة ما.

• طرق التحليل الطيفي بالتشتت:

تقيس كمية الضوء التي تشتتها مادة ما عند أطوال موجية وزوايا سقوط وزوايا استقطاب مغينة. وأحد هذه التطبيفات المفيدة بالتشتت هو تحليل رامان. يمكن تلخيص طرق القياس الطيفية في الطرق العامة الآتية:-

1. طرق الامتصاص: هي طريقة تقارن فيها شدة الشعاع الضوئي المقاسة قبل وبعد التفاعل مع العينة . طرق معينة للامتصاص تنسب إلى الطول الموجي للاشعة المقاسة مثل التحليل الطيفي بالامتصاص للاشعة الفوق بنفسجية أو التحت الحمراء أو اشعة المايكرويف . يحدث الامتصاص عندما تطابق طاقة الفوتون الساقط الفرق في الطاقة بين حالتين لمستويات الطاقة للمادة التي سقط عليها الشعاع الضوئي.
2. طرق الفلورة (Fluorescence): تستخدم الفوتونات ذات الطاقة العالية لاثارة عينة ما والتي سوف تبعث فوتونات ذات طاقة منخفضة . تمتاز هذه الطريقة بتطبيقاتها في الطب والكيمياء الحيوية.
3. طرق الأشعة السينية: عندما تتفاعل اشعة سينية ذات طاقة كافية (تردد كافي) مع مادة، فإن الكترونات المدارات الداخلية للذرة سوف تثار إلى المدارات الخارجية الفارغة، أو تفقد كليا وجعل الذرة متأينة.الفراغات (holes) في المستويات الداخلية الناتجة من ذلك تملأ بواسطة الكترونات من مستويات الخارجية.^[3]

مراجع

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة الفيزياء
• موسوعة تحليل رياضي