طیف نما: تفاوت بین نسخه‌ها

نسخهٔ ‏۱۴ ژوئیهٔ ۲۰۱۳، ساعت ۲۰:۳۵ (ویرایش) هانيه اميري (بحث | مشارکت‌ها) (←‏طیف نمای منشوری) → تفاوت قدیمی‌تر		نسخهٔ ‏۱۴ ژوئیهٔ ۲۰۱۳، ساعت ۲۰:۳۶ (ویرایش) (خنثی‌سازی) هانيه اميري (بحث | مشارکت‌ها) (←‏طیف نمای منشوری) تفاوت جدیدتر ←
سطر ۲۳:		سطر ۲۳:
	== طیف نمای منشوری ==		== طیف نمای منشوری ==
−	[[File:Prism3.JPG|frame|وسط|منشور. نور خورشید با ورود به منشور به گستره ی کاملی از رنگ ها تجزیه می شود که طیف نام دارد. این رنگ ها در خروج از منشور، ا ز یکدیگر باز هم بیشتر جدا می شوند. بر پرده ای که عمود بر این اشعه نگه داشته شود نقش رنگارنگی دیده می شود که بسیار شبیه رنگین کمان است.]] یک شعاع نور معمولی، مثلا نور آفتاب، با ورود به شیشه ی منشور به ردیف پیوسته ای از رنگ ها تجزیه می شود و با خروج از منشور به هوا دستخوش تجزیه بیشتری می گردد. این ردیف رنگ ها طیف نامیده می شود. طیف نور خورشید هر هفت رنگ عمده بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و سرخ را شامل می شود. همه ی رنگ های حد وسط نیز در آن وجود دارد.	+	[[File:Prism3.JPG|frame|center|منشور. نور خورشید با ورود به منشور به گستره ی کاملی از رنگ ها تجزیه می شود که طیف نام دارد. این رنگ ها در خروج از منشور، ا ز یکدیگر باز هم بیشتر جدا می شوند. بر پرده ای که عمود بر این اشعه نگه داشته شود نقش رنگارنگی دیده می شود که بسیار شبیه رنگین کمان است.]] یک شعاع نور معمولی، مثلا نور آفتاب، با ورود به شیشه ی منشور به ردیف پیوسته ای از رنگ ها تجزیه می شود و با خروج از منشور به هوا دستخوش تجزیه بیشتری می گردد. این ردیف رنگ ها طیف نامیده می شود. طیف نور خورشید هر هفت رنگ عمده بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و سرخ را شامل می شود. همه ی رنگ های حد وسط نیز در آن وجود دارد.
	دو اصل اساسی فیزیکی بر تجزیه ی نور به رنگ های مختلف ناظر است:		دو اصل اساسی فیزیکی بر تجزیه ی نور به رنگ های مختلف ناظر است:
سطر ۳۱:		سطر ۳۱:
	تجربه می گوید که فرق نور سرخ با نور آبی تنها در طول موج آن است. نور سرخ با نور آبی تنها در طول موج آن است. نور سرخ بلندترین طول موج را در طیف مرئی دارد و بنفش کوتاهترین را.		تجربه می گوید که فرق نور سرخ با نور آبی تنها در طول موج آن است. نور سرخ با نور آبی تنها در طول موج آن است. نور سرخ بلندترین طول موج را در طیف مرئی دارد و بنفش کوتاهترین را.
−	[[File:Tule moj-2.jpg|frame|وسط|alt=Tule moj-2.jpg]]	+	[[File:Tule moj-2.jpg|frame|center|alt=Tule moj-2.jpg]]
	ب. طول موج، چنان که از نامش برمی آید، فاصله ی بین دو برآمدگی متوالی موج است. طول موج را معمولا بر حسب واحدی بیان می کنند که فوق العاده کوچک است و آنگستروم نامیده می شود. یک آنگستروم برابر 1/10,000,000,000 متر است. طول موج نور سرخ، بر حسب این واحد، تقریبا 7000 آنگستروم و طول موج نور بنفش در حدود 4000 آنگستروم است.		ب. طول موج، چنان که از نامش برمی آید، فاصله ی بین دو برآمدگی متوالی موج است. طول موج را معمولا بر حسب واحدی بیان می کنند که فوق العاده کوچک است و آنگستروم نامیده می شود. یک آنگستروم برابر 1/10,000,000,000 متر است. طول موج نور سرخ، بر حسب این واحد، تقریبا 7000 آنگستروم و طول موج نور بنفش در حدود 4000 آنگستروم است.
−	[[File:Shekaf.jpg|frame|وسط|شکاف کلیماتور،شکاف در کانون عدسی کلیماتور قرار داده می شود، عدسی شعاع های واگرا را موازی هم می کند.]]	+	[[File:Shekaf.jpg|frame|center|شکاف کلیماتور،شکاف در کانون عدسی کلیماتور قرار داده می شود، عدسی شعاع های واگرا را موازی هم می کند.]]
−	پ. شکستی که نور در ورود به شیشه دچار آن می شود به طول موج آن بستگی دارد: موج کوتاه بنفش بیش از موج بلند سرخ شکسته می شود. به این ترتیب رنگ های گوناکونی که در ابتدا در نور سفید جای داشتند، به اندازه های متفاوت می شکنند و نور تجزیه می شود.	+	پ. شکستی که نور در ورود به شیشه دچار آن می شود به طول موج آن بستگی دارد: موج کوتاه بنفش بیش از موج بلند سرخ شکسته می شود. به این ترتیب رنگ های گوناکونی که در ابتدا در نور سفید جای داشتند، به اندازه های متفاوت می شکنند و نور تجزیه می شود.
	اجزای اصلی یک طیف نمای منشوری، علاوه بر منشور عبارت است از یک شکاف باریک، یک کلیماتور و یک تلسکوپ.		اجزای اصلی یک طیف نمای منشوری، علاوه بر منشور عبارت است از یک شکاف باریک، یک کلیماتور و یک تلسکوپ.

---

نسخهٔ ‏۱۴ ژوئیهٔ ۲۰۱۳، ساعت ۲۰:۳۶

مقدمه

منجمان می توانند تعیین کنند که:

الف. دما در سطح هر ستاره چقدر است.

ب. چه وادی در سطح هر ستاره یافت می شود و به چه مقادیری.

پ. آیا ستاره دارای میدان مغناطیسی هست و اگر هست شدت آن چیست؟

ت. آیا ستاره به ما نزدیک می شود یا از ما دور می شود و با چه سرعتی؟

همه ی این اطلاعات و بسیاری داده های دیگر درباره ی ستارگان از تحلیل دقیق تابشی بدست می¬آید که از ستاره ها به ما می رسد. شاخه ای از علم که به چنین تحلیلی می¬پردازد، طیف نمایی نامیده می شود و ابزار اصلی آن طیف نماست.<ref name="multiple1">نجوم به زبان ساده / نوشته مایردگانی / ترجمه محمدرضا خواجه پور / انتشارات گیتا شناسی </ref>

طیف نما

کار طیف نما تجزیه ی شعاع نور به رنگ های تشکیل دهنده ی آن است – کاری شبیه به آنچه قطرات آب در ابر انجام می دهند و رنگین کمان را بوجود می آورند. تجزیه ی نور سفید به چندید رنگ، یا بوسیله ی منشور شیشه ای و یا بوسیله ی نوری پراش انجام می گیرد.<ref name="multiple1">نجوم به زبان ساده / نوشته مایردگانی / ترجمه محمدرضا خواجه پور / انتشارات گیتا شناسی </ref>

طیف نمای منشوری

یک شعاع نور معمولی، مثلا نور آفتاب، با ورود به شیشه ی منشور به ردیف پیوسته ای از رنگ ها تجزیه می شود و با خروج از منشور به هوا دستخوش تجزیه بیشتری می گردد. این ردیف رنگ ها طیف نامیده می شود. طیف نور خورشید هر هفت رنگ عمده بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و سرخ را شامل می شود. همه ی رنگ های حد وسط نیز در آن وجود دارد.

دو اصل اساسی فیزیکی بر تجزیه ی نور به رنگ های مختلف ناظر است:

الف. نور صورتی از انرژی ست که آن را می توان متشکل از امواج دانست.

تجربه می گوید که فرق نور سرخ با نور آبی تنها در طول موج آن است. نور سرخ با نور آبی تنها در طول موج آن است. نور سرخ بلندترین طول موج را در طیف مرئی دارد و بنفش کوتاهترین را.

ب. طول موج، چنان که از نامش برمی آید، فاصله ی بین دو برآمدگی متوالی موج است. طول موج را معمولا بر حسب واحدی بیان می کنند که فوق العاده کوچک است و آنگستروم نامیده می شود. یک آنگستروم برابر 1/10,000,000,000 متر است. طول موج نور سرخ، بر حسب این واحد، تقریبا 7000 آنگستروم و طول موج نور بنفش در حدود 4000 آنگستروم است.

پ. شکستی که نور در ورود به شیشه دچار آن می شود به طول موج آن بستگی دارد: موج کوتاه بنفش بیش از موج بلند سرخ شکسته می شود. به این ترتیب رنگ های گوناکونی که در ابتدا در نور سفید جای داشتند، به اندازه های متفاوت می شکنند و نور تجزیه می شود.

اجزای اصلی یک طیف نمای منشوری، علاوه بر منشور عبارت است از یک شکاف باریک، یک کلیماتور و یک تلسکوپ.

شکاف باریک، دریچه ایست که نور از آن وارد طیف نما می شود. شکاف را نسبتا باریک می سازند تا از روی هم افتادن رنگ ها در زیف جلوگیری شود.

شکاف باریک در کانون یک عدسی غیررنگی(آکروماتیک) به نام کلیماتور قرار داده می شود که کار آن تغییر امتداد شعاع های نور و آوردن آن ها به مسیر های متوازی است.

هر شعاع موازی با عبور از منشور به رنگ های گوناگون تجزیه می شود.بنابراین شعاع A طیف کاملی از سرخ تا بنفش را بوجود می آورد، شعاع B نیز یک طیف کامل از سرخ تا بنفش را پدید می آورد و الی آخر.

کار جمع کردن مولفه های سرخ همه شعاع ها در یک مکان توسط شیئی تلسکوپ انجام می گیرد: این عدسی همه ی اجزای سرخ تجزیه شده و نیز همه ی اجزای تجزیه شده ی رنگ های دیگر را جمع می کند و یکی بعد از دیگری قرار می دهد. چشم که از چشمی تلسکوپ نگاه می کند توالی رنگ هایی را می بیند که همان طیف است و البته متشکل از تصویرهای شکاف باریک است و هر تصویر را نوری با طول موج مخصوص تشکیل داده است. اگر نوری که از شکاف می گذرد همه ی طول موج ها را شامل گردد، تصویرها توالی پیوسته ای را تشکیل می دند. اگر نوری که وارد طیف نما می شود فاقد برخی از طول موج ها باشد، طیف پیوسته نخواهد بود. جایی که معمولا توسط طول موج های گم شده اشغال می شود، سیاه به نظر خواهد رسید.

برخی از چشمه های نور، مثلا چراغ نئون، فقط چند طول موج معین را گسیل می کنند.طیف آنها به صورت ک رشته خطوط روشن به نظر می رسد که نوارهای پهن سیاهی آن ها را از هم جدا می کند. هر خط روشن تصویری از شکاف است که یکی از طول موج های موجود در نور تشکیل داده است.

در بحث بالا، نور هم به صورت یک حرکت موجی و هم به صورت یک شعاع توصیف شد. موج تصویر درست تر است. شعاع تنها برای مشخص کردن امتداد حرکت موج به کار می رود.<ref name="multiple1">نجوم به زبان ساده / نوشته مایردگانی / ترجمه محمدرضا خواجه پور / انتشارات گیتا شناسی </ref>

طیف نما یا توری پراش

در این طیف نما به جای منشور یک توری پراش قرار داده شده است. ساده ترین شکل توری به صورت قطعه ی شیشه ای است که برآن تعداد زیادی خطوط موازی حک شده است. هر چه تعداد خطوط در سانتی متر بیشتر باشد، توری بهتر است. توری های خوب در حدود پانزده هزار خط در ساتی متر دارند. نوری که از توری می گذرد به رنگ های مختلف تجزیه می ود. اما تجزیه در این مورد بر اساس شکست نیست. بلکه در نتیجه ی تداخل میان امواج نوری است که از فاصله ی بین خطوط گذر کرده اند.<ref name="multiple1">نجوم به زبان ساده / نوشته مایردگانی / ترجمه محمدرضا خواجه پور / انتشارات گیتا شناسی </ref>

مقایسه ی طیف نماها

طیف نمای توری دار برتر از طیف نمای منشوری است. زیرا طیف را گسترده تر می سازد. طیف نمای منشوری نور را در فضای کوچکی متمرکز می کند و طیفی که پدید می آورد پرنورتر از طیف نمای توری دار است. این طیف نما منحصرا برای بررسی نوری به کار می رود که از ستارگان کم فروغ و اجرام سماوی دیگر به ما می رسد.<ref name="multiple1">نجوم به زبان ساده / نوشته مایردگانی / ترجمه محمدرضا خواجه پور / انتشارات گیتا شناسی </ref>

انواع طیف( مرئی)

چند نوع طیف وجود دارد: پیوسته، خط روشن و خط تاریک.

طیف پیوسته، چنان که از نامش برمی آید نمایشی ست از همه ی رنگ ها، از سیرترین سرخ تا فرابنفش و رنگین کمان آسمان مثال خوبی از آن است. در آزمایشگاه می توان با گرما دادن به یک جسم جامد، یک مایع و یا یک گاز چگال و بالا بردن دمای آن تا چندین هزار درجه ی سانتی گراد، طیفی پیوسته پدید آتورد. مثلا نوری که از رشته ی چراغ برق گسیل می شود دارای چنین طیفی است.

وقتی که نور از گازی گسیل می شود که در آن تخلیه ی الکتریکی روی می دهد، طیف آن متشکل از چند خط موازی مجزا از هم است. این طیف به طیف خط روشن موسوم است. طیفی که بوسیله ی هیدروژن تولید می شود، از چندید خط روشن بر زمینه ای تاریک تشکیل شده است.

باید توجه داشت که خط روشن شکل، شکاف را نشان می دهد. اگر شکاف به صورت هلال باشد، خطوط نیز هلالی شکل خواهند بود.

رنگ شاخص تابلوهای نئون، نتیجه ی خطوط نارنجی و سرخ روشن در طیف آن است.
خطوط روشن هر عنصری را می توان با قرار دان نمک فراری از آن عنصر در شعله ی آتش، بوجود آورد. طیف بخار سدیم فقز ددارای یک خط زرد روشن بر زمینه ای تاریک است. دقت بیشتر نشان می دهد که خط زرد یک خط دوتایی است، یعنی دو خط بسیار نزدیک به هم است که با علامتهای D₁ و D₂ نموده می شود.

باید به دقت تمام توجه داشت که هر عنصر شیمیایی همیشه الگوی ثابتی از خطوط را نشان می دهد. بدین معنی که هر عنصر اثر انگشت خود را دارد که هیچ عنصر دیگری دارای آن نیت. از این مطلب در تجزیه ی شیمیایی و بسیاری رشته های کاربستی دیگر استفاده می شود.

طیف خط تاریک، که طیف جذبی نیز نامیده می شود، نتیجه ی جذب نوری با طول موج معین توسط گاز های نسبتا سرد است. طول موج های جذب شده همان طول موج هایی ست که گاز وقتی به اندازه کافی برانگیخته شود، گسیل می کند.

بخار سرد سدیم دو خط زرد را از طیف پیوسته حذف می کند.

بنابراین طیف سدیم به صورت دو خط تاریک در زمینه ای از طیف پیوسته به نظر خواهد رسید. طیف ستاره ها از نوع " خط تاریک" است. منشا طیف پیوسته در سطح ستاره است. خطوط تاریک معلول جو بیرونی ستاره است.<ref name="multiple1">نجوم به زبان ساده / نوشته مایردگانی / ترجمه محمدرضا خواجه پور / انتشارات گیتا شناسی </ref>

منابع

<references />