منوعات

خصائص الطيف المستمر .. وأمثلة عليهما

ما هو الطيف المستمر؟

عند تسليط الضوء الأبيض من خلال منشور ، تكتشف أنه يحتوي على قوس قزح من الألوان وهذا يسمى تشتت ويحدث بسبب اختلاف الأطوال الموجية أو الألوان أو الانكسار أو الانحناءات بكميات مختلفة داخل المنشور. يمكن وصف قوس قزح بأنه طيف وإذا امتد الطيف على طول الطريق من الأحمر إلى البنفسجي بدون فجوات ، فهو طيف مستمر (يُطلق عليه أيضًا أطياف حرارية أو أطياف الجسم السوداء) حيث يحتوي شعاع من الضوء الأبيض كما لو كنت تحصل عليه في ظل ظروف معملية معينة على هذا النوع من الطيف ويمكنك إنشاء طيف مستمر عن طريق تسخين مادة حتى تتوهج ولكن كما سنكتشف أن معظم الضوء حتى ضوء الشمس ليس له طيف مستمر. كيف يتم إنشاء الأطياف المستمرة؟
من أجل إنشاء طيف مستمر ، يجب انكسار الضوء حيث يحدث الانكسار عندما يمر الضوء عبر وسيط ويظهر بزاوية مختلفة. تعتمد الزاوية التي ينكسر فيها الضوء على كل من المادة التي يمر بها والطول الموجي للضوء. هذا هو السبب في أن المنشور يغير ضوء الشمس إلى أقواس قزح وأطوال موجية يخرج ضوء مختلف من منشور بزوايا مختلفة قليلاً ويسمى التأثير الكلي للانكسار بالانتثار. لماذا لا تنتج جميع مصابيح LED أطيافًا مستمرة؟ من أجل إنتاج طيف مستمر ، يجب استخدام الضوء الذي يحتوي على جميع الأطوال الموجية للضوء المرئي. يحتوي الإشعاع المكثف من الحرارة على جميع الأطوال الموجية المرئية ، لذلك يمكن لكل من ضوء الشمس والمصابيح المتوهجة إنتاج أطياف مستمرة. ومع ذلك ، فإن المصابيح الأخرى تبعث ضوءًا لبعض الأطوال الموجية فقط. لذلك لا ينتج هذا الضوء أطيافًا مستمرة عندما يمر عبر منشور.[1][4][5]

خصائص الطيف المستمر

ينتقل الضوء المرئي بأطوال موجية مختلفة ويتوافق كل من هذه الأطوال الموجية مع لون مختلف والطيف المستمر هو وجود جميع الأطوال الموجية للضوء المرئي ثم يظهر الطيف المستمر كقوس قزح لجميع الألوان الممكنة حيث تحدث الأطياف المستمرة تلقائيًا في الطبيعة في ضوء الظروف الجوية المناسبة بدلاً من ذلك يمكنك استخدام المنشورات لإنشاء أطياف مستمرة. فيما يلي بعض السمات الرئيسية للطيف الحراري (المستمر):

  • تنتج جميع الأجسام الكثيفة (المواد الصلبة والسوائل والغازات) طيفًا حراريًا مستمرًا لأن كل شيء في الكون أعلى من صفر كلفن.
  • يعتمد الشكل فقط على درجة حرارة الجسم وليس على تركيبته الكيميائية.
  • يؤدي ارتفاع درجة حرارة الجسم إلى إنتاج المزيد من الضوء على جميع الأطوال الموجية مقارنة بما كان عليه عندما كان أكثر برودة.
  • مع ارتفاع درجة حرارة الجسم ، تتحول ذروة منحنى الطيف الحراري إلى أطوال موجية أصغر وبالتالي الترددات الأعلى ، تظهر الأشياء الباردة باللون الأحمر أو البرتقالي ، والأشياء الأكثر سخونة تظهر باللون الأصفر أو الأبيض ، والأشياء الساخنة جدًا باللون الأزرق أو الأرجواني.[6]

أمثلة على الطيف المستمر

قوس المطر

  • إذا كنت تفكر في مثال طيف مستمر ، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن عندما نتحدث عن الأطياف المستمرة هو قوس قزح عندما ينكسر ضوء الشمس بواسطة قطرات رطوبة صغيرة لا تزال في السماء بعد هطول الأمطار وتحصل على الألوان السبعة من الأحمر إلى البنفسجي.
  • ومع ذلك ، فإن قوس قزح ليس مثالك المثالي على الطيف المستمر حيث ستكتشف قريبًا عند تعرضك لأشعة الشمس من خلال مقياس طيف وأحد متطلبات الطيف المستمر الحقيقي هو عدم وجود فجوات في عرض الرسوم وقد يحتوي قوس قزح الشمس على جميع الأطوال الموجية السبعة ولكن هناك هي فجوات بين السطور حيث لا يمكنك رؤية أي شيء. تحدث فجوات الامتصاص هذه بسبب عناصر مثل الهيليوم والهيدروجين الموجودة في ضوء الشمس وكذلك في الشمس نفسها.
  • إذا كنت تريد منشورًا مستمرًا مثاليًا ، فأنت بحاجة إلى بيئة معملية جيدة الإعداد أو مرفق به معدات تنبعث منها ضوء أبيض ويجب أن يمنع الإعداد أي ضوء آخر من دخول الغرفة لأن هذا قد يتسبب في حدوث تداخل وتعريض للضوء الأبيض من خلال المنشور. أبسط طريقة للحصول على الطيف المستمر.
  • قبل أن يقدم إسحاق نيوتن دليلاً على تجاربه ، كان يُعتقد أن الضوء الأبيض نقي وأن أحد الألوان الأساسية موجود في ألوان أخرى. أجرى تجربتين شائعتين تضمنتا تمرير الضوء الأبيض عبر منشور لكسر الأطوال الموجية وتدوير لوحة دائرية (جميع الألوان السبعة مطلية بالترتيب الصحيح) بوتيرة سريعة. .

النجوم والأقمار

  • مثال آخر على الطيف المستمر هو الجسم المتوهج وعندما يتم تسخين الذرات إلى درجة التوهج فإنها تتخلص من كل الطاقة التي تمتصها وتنبعث منها ضوء أبيض من جميع الأطوال الموجية. ومن السهل أيضًا أن نفهم أن هذا هو السبب في أن الأجسام الساخنة مثل النجوم و تنبعث من الأقمار ضوء أبيض نقي في الليل.

مصابيح LED

  • تنبعث مصابيح LED ، أو “الثنائيات الباعثة للضوء” كما هو معروف أكثر شيوعًا ، طيفًا مستمرًا ، والطيف الذي تغطيه ليس واسعًا مثل الأضواء الملونة الأخرى أو الأضواء المتوهجة ، والطيف المستمر هو طيف لا ينكسر عندما الطول الموجي للضوء المرئي يصعد مقياس الطول الموجي إلى لون الضوء المرئي التالي.
  • يعطي طيف الانبعاث خطوطًا بيضاء معينة للترسيم عند أطوال موجية معينة ويتم تمييز هذه المواضع بوضوح على الطيف بينما يكون طيف الامتصاص هو عكس طيف الانبعاث ويتم عرض خطوط معينة من الترسيم على الطيف الذي يقطع التدفق من طول موجي واحد إلى اخر.
  • الفرق هو أن هناك خطوطًا داكنة عند علامات محددة على الطيف مثل مصابيح LED لها أطياف مستمرة وتواصل مصابيح LED تسليط الضوء على التطورات في الإضاءة والتقدم التكنولوجي على الإضاءة المتوهجة التقليدية التي تفتقر إلى الطاقة.

شلال

  • يحدث الطيف المستمر عندما يمر ضوء الشمس عبر مياه الشلال وينعكس عن ظهره ، وعندما يخرج الضوء من مياه الشلال ينكسر بزوايا مختلفة حسب طول موجته.
  • يمكنك أحيانًا رؤية مظاهر تشبه قوس قزح حيثما توجد كمية كبيرة من الماء في الهواء مثل قاعدة شلال أو إذا كنت ترش نباتاتك بجوار النافذة.

منشور ثلاثي

  • يمكنك إنشاء طيف مستمر باستخدام المنشور ويمكن صنع المنشور من أي مادة شفافة بزاوية بحيث ينكسر الضوء.
  • على سبيل المثال ، يحتوي المنشور الثلاثي القياسي على جانبين مائلين بالنسبة إلى القاعدة ، وسوف يدخل الضوء الساقط ويخرج عبر المنشور بزوايا مختلفة. .[2][3][4]

الفرق بين الطيف الخطي والطيف المستمر

عندما يأتي الطيف المستمر كما في قوس قزح من الضوء الأبيض ، يكون طيف الخط واضحًا في المركبات الملونة ويحتوي الطيف الضوئي على عدد قليل من الأطوال الموجية أو الخطوط وتميل الذرات إلى امتصاص بعض الأطوال الموجية عندما يمر الإشعاع الكهرومغناطيسي والتي تظهر من خلالها أطوال موجية قليلة فقط خطوط شفط ضيقة عندما مسجلة. فجوات الطيف:

  • الطيف المستمر: لا توجد فجوات يمكن رؤيتها بين السطور.
  • طيف الخط: توجد فجوات كبيرة.

الطول الموجي الطيفي:

  • الطيف المستمر: جميع الأطوال الموجية.
  • طيف الخط: أطوال موجية قليلة فقط.[7][8]

المصدر: th3math.com

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى