اليوم: السبت 8 مايو 2021 , الساعة: 10:02 ص


اعلانات
محرك البحث


خطوط طيف الهيدروجين فيزياء

آخر تحديث منذ 40 دقيقة و 10 ثانية 2037 مشاهدة

عزيزي زائر الموقع تم إعداد وإختيار هذا الموضوع خطوط طيف الهيدروجين فيزياء فإن كان لديك ملاحظة او توجيه يمكنك مراسلتنا من خلال الخيارات الموجودة بالموضوع.. وكذلك يمكنك زيارة القسم وتصفح المواضيع المتنوعه... آخر تحديث للمعلومات بتاريخ اليوم 08/05/2021

فيزياء



يفسر ظهور خطوط طيف الهيروجين بقفزات معينة إلكترون للإلكترون بين مستوى طاقة مستويات الطاقة لذرة الهيدروجين . وأبسط نموذج لذرة الهيدروجين يعطيه نموذج بور الذي اقترحه العالم الدانمركي نيلز بور عام 1913 . طبقاً لهذا النموذج ، عندما يقفز الإلكترون من مستوى طاقة عالي إلى مستوى طاقة منخفض فإنه يُصدر فوتون فوتونا له طول موجة معينة .

Hydrogen transitions.svg 400 انتقالات الإلكترون بين مستويات الطاقة المختلفة وأطوال موجة الضوء الناتجة عنها
. مجموعة خطوط لايمان انتقالات إلى n 1 .
. مجموعة خطوط بالمر انتقالات إلى مدار n 2 .
. مجموعة خطوط باشين انتقالات إلى المدار n 3 ...الخ


تجمع خطوط الطيف في مجموعات أو مسلسلات . وتبدأ كل مجموعة بالخط ذو طول الموجة أطول موجة (أو أقل تردد ) فيها . وتستخدم لها حروفا يونانية تعبر عن كل مسلسلة . وعل سبيل المثال الخط

2 â†گ 1 يسمى لايمان-ألفا Ly-خ± ، بينما الخط 7 â†گ 3 فيسمى باشين-دلتا Pa-خ´ . وبعض خطوط طيف الهيدروجين تقع خارج تلك المسلسلات ، مثل خط الهيدروجين ذو طول الموجة 21 سنتيمتر . ولكن مثل هذا الخط يحدث عن انتقالات نادرة للإلكترون في ذرة الهيدروجين ، ويسمى هذا الانتقال انتقال بنية فائقة الدقة .

cite web url http //hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/h21.html The Hydrogen 21-cm Line accessdate -03-18 work Hyperphysics publisher Georgia State University date 2004-10-30
كذلك تؤدي هيكل دقيق البنية الدقيقة للذرة إلى خطوط طيف تظهر مزدوجة أو أكثر من خطين تكون قريبة من بعضها جداً ، وهي ناشئة عن تأثيرات النظرية النسبية على الإلكترون (أي بسبب سرعات للإلكترون قريبة من سرعة الضوء في الذرة).

مرجع كتاب الأخير Liboff الأول Richard L. author-link Richard Liboff العنوان Introductory Quantum Mechanics الناشر Addison-Wesley سنة 2002 الرقم المعياري 0-8053-8714-5

نستطيع رؤية تلك الخطوط في طيف الهيدروجين في المختبر عندما تكون العينة نقية . وبعض تلك الخطوط يكون خافتا ، ويمكن أن يختلط بخطوط من عناصر أخرى ( مثل خطوط الهيليوم إذا استخدمنا ضوء الشمس ، أو خطوط النيتروجين إذا كان التحليل في الهواء) . أما الخطوط خارج الطيف المرئي فهي لا يمكن رؤيتها في ضوء الشمس حيث أن جو الارض يمتص معظم طول الموجة أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء و الأشعة فوق البنفسجية .


معادلة ريدبرج



تعطي معادلة ريدبرج فرق الطاقة بين مستويين في نموذج بور لذرة الهيدروجين ، وبذلك تعطي طول موجة أطوال الموجات الضوئية ( فوتون الصادرة من الذرة أو الممتصة فيها .


citation last Bohr first Niels author-link Niels Bohr chapter Rydberg's discovery of the spectral laws editor-last Kalckar editor-first J. N. Bohr Collected Works publisher North-Holland Publ. publication-place Amsterdam publication-date 1985 volume 10 pages 373–9




1 over lambda R ( 1 over (n^prime)^2 - 1 over n^2
ight) qquad ( R 1.097373 imes 10^7 mathrm m ^ -1
ight)



حيث


n مستوى الطاقة الباديء منه الإلكترون ،

n' مستوي الطاقة النهائي ،





R ثابت ريدبرج . cite web url http //physics.nist.gov/cuu/Constants/codata.pdf CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants work Committee on Data for Science and Technology (CODATA) publisher NIST format PDF


تعطي تلك المعادلة قيما حقيقية عندما تكون n أكبر من n'.


المسلسلات


تنتسب كل مجموعة أو مسلسلة من خطوط الطيف إلى المدار التحتي الذي يقفز إليه الإلكترون في ذرة الهيدروجين . فمثلا مجموعة خطوط لايمان تتم قفزات الإلكترون فيها إلى المدار رقم 1 . أما مجموعة بالمر مثلا فجميعها قفزات للإلكترون من أعلى إلى المدار رقم 2 (أنظر الصورة) ، وهكذا .


مجموعة لايمان (< >n&prime 1)




مفصلة مجموعة خطوط لايمان


1 float

-

-

-

! ((n) !! خ» (nm

-

2 122

-

3 103

-

4 97.3

-

5 95.0

-

6 93.8

-

infty 91.2



LymanSeries.svg right 400 مجموعة خطوط لايمان لذرة الهيدروجين في نطاق الأشعة فوق البنفسجية .


سميت تلك المسلسلة باسم مكتشفها ثيودور لايمان الذي اكتشف خطوط الطيف بين 1906 إلى 1914 . جميع خطوط مجموعة لايمان توجد في نطاق الأشعة فوق البنفسجية .

citation last Lyman first Theodore author-link Theodore Lyman The Spectrum of Hydrogen in the Region of Extr ely Short Wave-Length journal M oirs of the American Acad y of Arts and Sciences volume 13 issue 3 series New Series pages 125–146 jstor 25058084 issn 0096-6134 year 1906 citation last Lyman first Theodore author-link Theodore Lyman An Extension of the Spectrum in the Extr e Ultra-Violet year 1914 journal Nature volume 93 pages 241 doi 10.1038/093241a0 bibcode 1914Natur..93..241L



-


مجموعة خطوط بالمر (< >n&prime 2)





1 float

-

! (n) !! خ» (nm)

-

3 656

-

4 486

-

5 434

-

6 410

-

7 397

-

infty 365
-




تسمى مجموعة الخطوط هذه باسم مكتشفها يوهان بالمر الذي اكتشف معادلة بالمر معمليا وقام بصياغة المعادلة على أساس ما قام بقياسه بالمختبر. كان ذلك في عام 1885 . ويرمز إلى خطوط بالمر بالرموز

H-alpha و, H-beta و, H-gamma ....وهكذا , حيث ترمز H إلى الهيدروجين . citation last Balmer first J. J. author-link Johann Jakob Balmer Notiz uber die Spectrallinien des Wasserstoffs journal Annalen der Physik volume 261 issue 5 pages 80–87 year 1885 url http //www3.interscience.wiley.com/journal/112487600/abstract doi 10.1002/andp.18852610506 bibcode 1885AnP...261...80B

اربعة خطوط من خطوط بالمر تظهر في نطاق الضوء المرئي بأطوال موجة اطول من 400 نانومتر و أقصر من 700 نانومتر. وبعض خطوط بالمر يمكن رياها أيضا في طيف طيف الشمس . ويتبوأ خط H-alpha مركزا هاما في علم الفلك حيث يستخدم لاكتشاف الهيدروجين .


File Emission spectrum-H.svg 757 الأربعة خطوط المرئية في مجموعة بالمر .الخط


H-alpha هو الخط الأحمر إلى اليمين.


-


مجموعة خطوط باشين (مسلسلة بور) (< >n&prime 3)





1 float

-

! ( n) !! خ» (nm)

-

4 1870

-

5 1280

-

6 1090

-

7 1005

-

8 954

-

infty 820



تسمى تلك المجموعة باسم مكتشفها العالم النمساوي الألماني فريدريش باشين ، وقد اكتشفها في عام 1908. تقع جميع خطوط مجموعة باشين في حيز الأشعة تحت الحمراء ، أي أننا لا نستطيع رؤياها بالعين المجردة ، ولكن توجد كاميرات لتصويرها .

citation last Paschen first Friedrich author-link Friedrich Paschen year 1908 Zur Kenntnis ultraroter Linienspektra. I. (Normalwellenlأ¤ngen bis 27000 أ….-E.) journal Annalen der Physik volume 332 issue 13 pages 537–570 url http //www3.interscience.wiley.com/journal/112500956/abstract doi 10.1002/andp.19083321303 bibcode 1908AnP...332..537P

-


مجموعة خطوط براكيت (< >n&prime 4)





1 float

-

! (n) !! خ» (nm)

-

5 4050

-

6 2620

-

7 2160

-

8 1940

-

9 1820

-

infty 1460



تسمى تلك المجموعة باسم مكتشفها الفيزيائي الأمريكي فريدريك براكيت وقد اكتشفها في عام 1922.

citation last Brackett first Frederick Sumner author-link Frederick Sumner Brackett year 1922 Visible and infra-red radiation of hydrogen journal Astrophysical Journal volume 56 pages 154 doi 10.1086/142697 bibcode 1922ApJ....56..154B

-


مجموعة خطوط بفوند (< >n&prime 5)





1 float

-

! (n) !! خ» (nm)

-

6 7460

-

7 4650

-

8 3740

-

9 3300

-

10 3040

-

infty 2280



اكتشفها الفيزيائي أوجوست بفوند عام 1924 .

citation last Pfund first A. H. author-link August Herman Pfund The ission of nitrogen and hydrogen in infrared year 1924 journal J. Opt. Soc. Am. volume 9 issue 3 pages 193–196 doi 10.1364/JOSA.9.000193



-


مجموعة خطوط همفريز (< >n&prime 6)





1 float

-

! (n) !! خ» (nm)

-

7 12400

-

8 7500

-

9 5910

-

10 5130

-

11 4670

-

infty 3280



واكتشفها الفيزيائي الأمريكي كورتيس همفريز وقام بنشرها في عام 1953 .

citation last Humphreys first C.J. author-link Curtis J. Humphreys Humphreys Series journal J. Research Natl. Bur. Standards year 1953 volume 50

-


مجموعات خطوط بعد المدار (< >n&prime > 6)





توجد أيضا مجموعات خطوط طيف تنتهي عند مدارات في ذرة الهيدروجين أعلى من 6 . وهي تتبع نفس النموذج الذي تحدده معادلة ريدبرج . تتباعد الخطوط فيها وتزداد فيها أطوال الموجات . كما تضعف شدة الخطوط مما يعني أن انتقالات الإلكترون التي يصدرها تصبح نادرة .


تطبيق على أنظمة أخرى


يمكن تطبيق معادلة ريدبرج عل انظمة أخري لها إلكترون واحد يدور حول النواة ، مثل أيون الهيليوم He + أو ذرة م م الغريبة . في تلك الأنظمة يجب تعديل المعادلة بالنسبة إلى نصف قطر بور ، فتكون الإصدارات الفوتونات بنفس المنظومة لكن سيختلف حيز طاقة طاقاتها عن تلك المعروفة للهيدروجين.

أما الذرات الاخرى فهي تحوي إلكترونين أو أكثر والتآثر بين الإلكترونات يجعل تحليل طيف تلك الذرات غير عمليا . وقد كان استنباط معادة ريدبرج عملا عظيما في الفيزياء ، واستنبطت قبل دراسة أطياف العناصر التي تحتوي على إلكترونين أو أكثر.


في نفس الوقت تأيد معادلة ريدبرج واستنتاجها لمسلسلة طيف الهيدروجين أن معلوماتنا عن ذرة الهيدروجين صحيحة ، وخصوصا وأن نظرية الكم تبعه ابتكار الفزيائيين ل ميكانيكا الكم التي تصف ذرة الهيدروجين وسلوك الإلكترون فيها وصفا دقيقا . ومن المعروف أن هايزنبرج الذي يرجع إليه ابتكار ميكانيكا الكم قد قام بذلك مبتدءا بطيف الهيدروجين ، وحل المسألة بطريقة مصفوفة المصفوفات حيث تؤدي بعض عناصر المصفوف إلى إصدار فوتونا أما الأخرى فلا ينتج منها اصدار فوتون.


Hydrogen spectrum.svg frame مسلسلات خطوط طيف الهيدروجين ، بمقياس رسم لوغاريتم لوغاريتمي .


خطوط طيف الهيدروجين ينقسم طيف انبعاث ذرات الهيدروجين إلى عدة مجموعات أطياف ، وتعطي صيغة ريدبرغ معادلة ريدبرج طول الموجة أطوال موجاتها . تنشأ تلك الخطوط الطيفية من انتقال الإلكترون في ذرة الهيدروجين بين مستوى طاقة مستويات طاقة مختلفة . وتستخدم مسلسلات أطياف بصفة خاصة في علم الفلك بغرض التعرف على أماكن وجود الهيدروجين في الكون ، وكذلك في حساب انزياح أحمر الانزياح الأحمر الذي نرصده في الأجرام السماوية البعيدة عنا . كذلك اكتشفت عدة أطياف أخرى بتقدم تقنية مطيافية المطيافية .



Spectral lines of the hydrogen atom.svg 370 خطوط طيف الهيدروجين توضيح المتسلسلات .


يختلف طيف الهيدروجين عن أطياف العناصر الكيميائية الأخرى ، مثل الكربون و الأكسجين و الحديد وغيرها ، أي يختلف توزيع خطوط الطيف التي نستطيع قياسها معمليا عند تسخين أو إشعال العينة ، وتوزيعها يعطينا نوع عنصر العينة ، إذ لكل عنصر بصمة من خطوط الطيف خاصة به . ويستغل التحليل الطيفي في الكيمياء لمعرفة مكونات عينة من العناصر (أنظر مطيافية ).
شاركنا رأيك

 
التعليقات

لم يعلق احد حتى الآن .. كن اول من يعلق بالضغط هنا

أقسام الموقع المتنوعة أوجدت لخدمة الزائر ليسهل عليه تصفح الموقع بسلاسة وأخذ المعلومات تصفح هذا الموضوع خطوط طيف الهيدروجين فيزياء ويمكنك مراسلتنا في حال الملاحظات او التعديل او الإضافة او طلب حذف الموضوع ...آخر تعديل اليوم 08/05/2021



شاهد الجديد لهذه المواقع
شاهد الجديد لهذه المواقع
شاهد الجديد لهذه المواقع