انرژی تابشی متشکل از دو میدان نوسانی و مغناطیسی والکتریکی است که
در فصا با حرکت موجی انتقال می یابدبرای هر موج فاصله در ماکزیمم یا دو مینیمم یک طول موج یا لاندا نامیده می شود
امواج الکترومغناطیس شامل محدوده وسیعی از طول موج ها هستند که تنهابخش کوچکی از آن توسط چشم ما قابل دیدن استاین امواج از طول موجهای بسیار کوتاه با انرژی های بسیار بزرگ مانند اشعه گاما تا طول موج های بسیار بلند باانرژی های بسیار کم مانند امواج رادیویی را در برمیگیرند . از این بین تنها بخش کوچکی از امواج توسط چشم ماقابلدیدن می باشد
وقتی شعاعی از تابش الکترومغناطیس از یک منشور میگذرد ، شکستهمی شود . درجه شکست بستگی به طول موج آن شعاع دارد طول موج های کوتاه بیش از طول موج های بلند شکسته میشوند بنابراین برای تجزیه یک شعاعتابش متشکل از طول موجهای مختلف به طول موج های تشکیل دهنده آنمی توان از منشور استفاده کرد
طیف پیوسته
چون نور سفید ترکیبی از تمامی رنگهاست و تمامی طول موجهای محدودهمرئی راشامل میشود پس اگر از منشور عبور کند نوار عریضی از رنگها را شامل میشود که مانند رنگین کمان پیوسته ای است که در آن کناره هر نوار رنگی به کناره نوار مجاوردر هم می آمیزد مثلا بنفش در آبی و آبی در سبز و ....به این طیف، طیف پیوسته میگویند زیرا تمامی طول موج ها در بر می گیرد
ولی اگر شعاعی که از منشور میگذرد همه طول موج ها نداشته باشد طیفحاصله یک طیفی است که طیف خطی نامیده میشود طیف خطی فقط شاملطول موجهای معینی بوده و در بین خطوط مربوط به طول موجهای خاص نوار هایتاریک دیده میشود
از دیدگاهی دیگر طیف ها را می توان به دو نوع جذبی و نشری تقسیم کرد
طیف جذبی : وقتی به یک ماده نوری را میتابانیم ماده قسمتی از نور تابیده شده را جذب کردهوباقی را عبور دهد اگر نور عبور کرده را از یک منشور عبور دهیم به طیف حاصله طیف جذبی میگویند . طیف جذبی میتواند خطی یا پیوسته باشد
طیف نشری : اگر یک ماده را از طریق حرارت دادن ویا قوس الکتریکی و یا یه هر طریق دیگر به شدت گرم کنیم ماده از خود نور تابش میکند ( پدیده نشر ) در صورتیکه تابش نشرشده را از یک منشور عبور دهیم به طیف حاصله طیف نشری گفته میشودطیف نشری هم میتواند خطی یا پیوسته باشد
طیف نشری خطی
طیف نشری پیوسته
طیف نشری خطی اتم ها : اگر اتم های گازی شکل یک عنصر را در یک قوس الکتریکی ، یک جرقه الکتریکی ، ویا شعله گرم کنیم نور از آنها منتشر میشود . اگر شعاعی از این نور را توسطمنشور تجزیه کنیم یک طیف خطی حاصل میشود از این رو به آن طیف نشریخطی اتمی میگویند
برای بررسی چگونگی این پدیده ، اتم هیدروژن را در نظر میگیریم : اتم هیدروژن تنها دارای یک الکترون است واین الکترون در پایین ترین مدار آن یعنی مدار اول قرار داردبه این حالت، حالت پایه می گویند . وقتی اتم هیدروزن را گرم کنیم الکترون آن تحریک شده وبا جذب انرژی از تراز پایه به تراز های بالاترمی جهد این حالت را حالت برانگیخته می گویند . ولی الکترون در تراز های بالا ناپایدار بوده و با رها کردن انرژی جذب کرده به تراز های پایین تر بر می گردد و این بار انرژی کسب کرده را به صورت تابش بر می گردانداگر الکترون از تراز i به تراز f ارتقا یابد به اندازه تفاوت انرژی این دو تراز یعنی به اندازه( E[SUB]f[/SUB] – E[SUB]i[/SUB]) انرژی جذب میکند و در برگشت در صورتی که به همان تراز iبرگردد همان مقدار انرژی را نشر میکند .بنابراین می توان نتیجه گرفت هرچه تفاوت انرژی دو لایه بیشتر باشد انرژی نورنشری بیشتر و طول موج آن کوتاه تر است . طول موج تابش نشر شره درانتقالات را می توان با بکار گیری فرمول زیر محاسبه کرد
در شکل زیر کلیه انتقالات الکترونی اتم هیدروژن نشان داده شده اندچنانچه روشن است در انتقالات اتم هیدروزن چندین سری دیده میشود :
ا) سری لیمان : ( n[SUB]i[/SUB]→n[SUB]1[/SUB] ) چون در این انتقالات برگشت به تراز اول صورتمیگیرد . انرژی نور حاصله بسیار بالا بوده و طول موج ان به قدری کوتاه است که در منطفه فرا بنفش قرار می گیرد . از این رو سری لیمان طیف قابل دیدن ندارد
2) سری بالمر ( n[SUB]i[/SUB]→n[SUB]2[/SUB] ) : در این سری ، الکترون برانگیخته به تراز دوم بر میگردد . انرژی وطول موج مربوط به این انتقالات در محدوده مرئی بوده و طیف آن قابل دیدن است4 طیف مرئی در سری بالمر ناشی از انتقالات زیر هستند :( n[SUB]6[/SUB]→n[SUB]2[/SUB] ) به رنگ بنفش با طول موج ۴۱۰ نانومتر ( n[SUB]5[/SUB]→n[SUB]2[/SUB] ) به رنگ آبی با طول موج ۴34 نانومتر
( n[SUB]4[/SUB]→n[SUB]2[/SUB] ) به رنگ سبزبا طول موج 486 نانومتر
( n[SUB]3[/SUB]→n[SUB]2[/SUB] ) به رنگ قرمز با طول موج۶۵۶ نانومتر
برای دستیابی به انیمیشن چگونگی تابش اتم ئیدروژن و خطوط طیفی آن بررویلینککلیک کنید
3) سری پاشن ( n[SUB]i[/SUB]→n[SUB]3[/SUB] ) : بر گشت الکترون به تراز سوم میابشد . اختلافانرژی در تراز های بالاتر کمتراست بنابراین در سری پاشن اختلاف انرژی به قدر کافی کم وطول موج به اندازه کافی بزرگ است که این انتقالات در محدودهفروسرخ قرار بگیرند از این روطیف سری پاشن هم قابل رویت نیست
4) سری براکت ( n[SUB]i[/SUB]→n[SUB]4[/SUB] ): برگشت به تراز چهارم است و مانند سریلیمان در محدوده فروسرخ قرار گرفته از این رو سری براکت نیز طیف مرئیندارد
نکته
1. هم در طيف نشری و هم در طيف جذبي هر عنصر ، طول موجهاي معينيوجود دارد كه از ويژگيهاي مشخصه آن عنصر است. يعني طيفهاي نشری وجذبي هيچ دو عنصري مثل هم نيست.
2. اتم هر عنصر دقيقا همان طول موجهايي از نور سفيد را جذب ميكند كه اگردماي آن به اندازه كافي بالا رود و يا به هر صورت ديگر بر انگيخته شود، آنها را تابش ميكند.