• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
  • تعداد بازديد :
  • 590
  • شنبه 1395/8/29
  • تاريخ :

امواج الکترومغناطیسی (طول موج های مختلف)

گسترده‌ای از تمام بسامدهای احتمالی تابش الکترومغناطیسی است.

امواج الکترومغناطیسی (طول موج های مختلف)

روش های بررسی امواج الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیسی که در مهندسی رادیو از آنها استفاده می شود طول موجشان از چند کیلومتر تا چند سانتی متر می باشد. در حالی که، امواج الکترومغناطیسی مربوط به نور با طول موج هایی از مرتبه دهم میکرون مشخص می شوند. این مقایسه ساده نشان می دهد که اختلاف کمی طول موج به اختلاف کیفی مهم در بیشتر خصوصیات و جلوه های امواج الکترومغناطیسی منجر می شود. 

با تحلیل طیف به دست آمده روی پرده، مشاهده می کنیم که تشخیص امواجی که دارای طول موج های متفاوت هستند، با چشم امکان پذیر می باشد. لیکن، همان گونه که بارها متذکر شدیم، چشم فقط آن دسته از امواج الکترومغناطیسی را که دارای طول موج تقریبا بین 400 تا 760 nm هستند را حس می کند. طبیعی است که این مرزها تا حدی نامعین هستند و بعضی از افراد می توانند امواجی را که قدری کوتاه ترند (تا حدود nm370) یا قدری بلندترند (حدود nm 800)، ببینید. از این رو لازم است برای آشکارسازی امواج الکترومغناطیسی به جای مشاهده با چشم روش کلی تری را پیدا کنیم.

از آنجایی که موج الکترومغناطیسی با هر طول موجی که منتشر شود، مقداری انرژی حمل می کند، بنابراین این روش کلی می تواند به اندازه گیری انرژی موج وابسته باشد.

گرم شدن اجسام را می توان با دماسنج های حساس نظیر ترموکوپل اندازه گرفت. هر زمان که امواج الکترومغناطیسی بر ماده ای بتابند و تا اندازه ای در آن جذب شوند، قسمتی از اترژی امواج به انرژی داخلی تبدیل می شود. آزمایش نشان می دهد که بعضی از مواد سیاه نظیر دوده کربن انرژی انتقال یافته توسط امواج نوری با طول موج های مختلف را تقریبا به طور کامل جذب می کنند. به همین علت، این اجسام سیاه به نظر می رسند، یعنی نور را بازتاب نمی دهند.

امواج الکترومغناطیسی (طول موج های مختلف)

شکل(1) نمودار طرحوار آزمایش توزیع انرژی در طیف 1،2،3،4، اجزای طیف سنسنجی که طیف چشمه نور را روی سطح 5 تشکیل می دهد، 6- ترموکوپلی که می توان آن را در سر تا سر طیف حرکت داد، 7- گالوانومتر، v- مرز بنفش طیف، R- مرز قرمز طیف

با پوشاندن قسمت حساس ترموکوپل با دوده کربن و حرکت آن روی طیف می توانیم امواج الکترومغناطیسی را در گستره وسیعی از طول موج ها بررسی کنیم. شکل(1) آرایش اجزای دستگاه نوری پیشنهاد شده برای این منظور را نشان می دهد. با اندازه گیری درجه گرم شدن ترموکوپل، می توانیم انرژی مخربوط به ناحیه طیفی معینی را حساب کنیم، یعنی درباره توزیع انرژی در طیف نظر بدهیم. این نوع اندازه گیری انرژی نتایجی متفاوت با نتایج به دست آمده با چشم در اختیار می گذارد. در واقع، برای کسی که نور را با چشم دریافت می کند، به نظر می آید که بخش زرد یا سبز طیف یک لامپ قوسی از بخش قرمز آن به مراتب روشن تر است، در حالی که ترموکوپل گرمای شدید را در ناحیه قرمز نشان می دهد.

علت این اختلال به ویژگی های چشم بر می گردد که حساسیتش نسبت به رنگ های مختلف متفاوت است. به همین علت، چشم قادر نیست درباره توزیع انرژی در طیف نظر صحیح بدهد. درصورتی که، ترموکوپل یک اسباب کاملا (بی طرفی) است زیرا امکان می دهد تا درباره انرژی داخلی، که بر اثر جذب هر طول موجی انرژی نوری به آن تبدیل شده است، قضاوت کنیم.

تابش فروسرخ و فرابنفش
امواج فروسرخ یا به عبارتی اشعه مادون قرمز در علم فیزیک به قسمی از طیف پرتوهای الکترومغناطیسی اطلاق می‌گردد که دامنه طول موج آنها از بالای نور سرخ مرئی آغاز و تا امواج غیرمرئی ریزموج یا مایکروویو را دربر می‌گیرند.

اصطلاح تابش فروسرخ گرته ‌برداری از نام انگلیسی آن یعنی Infrared است. واژه انگلیسی Infrared از ترکیب دو کلمه لاتین Infra به معنی فرو یا پایین و کلمه انگلیسی red به مفهوم سرخ به وجود می‌آید. وجود طول موجی بلندتر از رنگ سرخ (بلند ترین طول موج در عرصه نور مرئی) و بسامد کمتر و یا کوتاهتراز آن را میتوان علت این نامگذاری دانست.(امواج فرو سرخ طول موجشان فروتر ویا پائین تر از دامنه موج مرئی می‌باشد ).

امواج الکترومغناطیسی (طول موج های مختلف)

* تابش فروسرخ رادر فیزیک، عموما با نام دیگری بنام گرمای تابشی و یابه عبارتی از جنس همان گرمائی که از منابعی همانند خورشید، لامپ برقی،ویا حتی از شعله هائی که از یک شمع به اطراف تابیده می‌گردنند، همسان می‌شناسند، زیرا بطور سنتی، چه درست وچه غلط، همه گونه تابش‌های حرارتی رامعمولا به امواج فروسرخ نسبت می‌دهند.
جهت سهولت در تعاریف، طیف تابشی فروسرخ معمولا به زیرمجموعه هائی به شکل زیر هم نامگذاری می‌شود:
رده بندی تابش‌ها:
-نزدیک فروسرخ با دامنه طول موج ۰٫۷۵-۱٫۴ میکرومتر
-موج کوتاه فروسرخ با دامنه طول موج ۱٫۴-.۰۳ میکرومتر
-موج متوسط فروسرخ با دامنه طول موج ۳٫۰-۸٫۰ میکرومتر
-موج بلند فروسرخ با دامنه طول موج ۸٫۰-۱۵ میکرومتر
-موج بسیار دور فروسرخ Far IR
با دامنه طول موج ۱۵-۱۰۰۰ میکرومتر
هت رویت طیف‌های الکترو مغناطیسی
منابع تولید تابش های فروسرخ
منبع طبیعی بزرگترین منبع تابش های فروسرخ، خورشید است. میزانی از نور آفتاب که به ما می‌رسد، دارای اشعه مادون قرمز کوتاه است، زیرا پرتوهای تابشهای فروسرخ بلند آن قبلا درلایه‌های مختلف جو (هوا) جذب شده‌اند.

تحلیل توزیع انرژی در طیف نشان می دهد که اگر ترموکوپل به ناحیه ای که در آن چشم چیزی را نمی بیند حرکت داده شود. یعنی وقتی که اسباب آن طرف مرزهای قرمز و بنفش قرار داده شود، درجه ترموکوپل صفر نمی شود. (شکل 1) درجه ترموکوپل با عبور از این نواحی نامرئی طیف به تدریج تغییر می کند. در مورد اغلب چشمه ها (نظیر لامپ قوسی)، به رغم این که چشم در ناحیه آن طرف مرز قرمز طیف، نوری نمی بیند ولی درجه ترموکوپل با حرکت به این ناحیه عدد بیشتری را نشان می دهد. 

با پیشروی به ناحیه مربوط به طول موج های باز هم بلندتر، درجه ترموکوپل عدد کوچک تری را نشان می دهد. امواجی که دارای طول موج بلند تر از طول امواج قرمز باشند فروسرخ نامیده می شوند. این امواج توسط جان هرشل فیزیکدان و منجم انگلیسی هنگام بررسی توزیع انرژی در طیف به کمک دماسنج های خیلی حساس کشف شد. امواجی که طول موج آنها کوچک تر از طول موج  امواج بنفش باشدفرابنفش* نامیده می شوند. از انجایی که انرژی متناظر با نواحی طیفی بنفش و فرابنفش چشمه های معمولی خیلی بالا نیست، بررسی این ناحیه طیفی به کمک ترموکوپل تا حدی مشکل می باشد، هر چند که این روش همیشه برای اندازه گیری های دقیق انرژی به کار می رود.
آشکارسازی امواج فرابنفش از روی اثر آنها روی صفحه یا کاغذ عکاسی بسیار ساده تر می باشد. با متوجه کردن نور چراغی که به اجزای طیفی تجزیه شده است، روی نواری از فیلم عکاسی**، مشاهده می کنیم که فیلم در نواحی امواج آبی و به ویژه بنفش خیلی زود سیاه می شود، در حالی که بر اثر بخش های سبز و زرد طیف سفید می ماند. در آن سوی ناحیه بنفش عمل سیاه کردن هنوز قوی تر است. در 1801 ویلیام والستون در ازمایش مشابهی با AgCl*** امواج فرابنفش را مشاهده کرد. 

* فروسرخ تابشی است که بسامدش کمتر از بسامد نور مرئی است.
**طبیعی است که فیلم عکاسی مخصوص نور روز باید در این آزمایش به کار رود که بدون هیچ عملی (ظهور) با نور تاریک می شود. 
*** طبیعی است، در این آزمایش ها محلول کلرید نقره که بر اثر نور سیاه می شود و به جای فیلم عکاسی، که در آن زمان نمی شناختند، مورد استفاده قرار گرفت.
منبع:
http://eleele.blogfa.com

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان
مفاهیم شیمی

مفاهیم شیمی

در این مطالب علمی و آموزشی گرد آوری شده که مربوط به درس شیمی می باشد، فهرستی از مطالب جهت یادگیری دانش آموزان تهیه و در دسترس می باشد. امید است از هریک از آن ها، نهایت استفاده را ببرید.
لومینول

لومینول

با فرمول شیمیایی C8H7N3O2 یک ترکیب شیمیایی با شناسه پاب کم 10638 است. که جرم مولی آن ۱۷۷٫۱۶ گرم بر مول می باشد....
کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر

کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر

کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر (Fluid catalytic cracking) یکی از مهم ترین واحدها و فرآیندهای تبدیل کاتالیستی در جهان محسوب می شودکه مواد سنگین و کم ارزش نفتی را به مواد سبک تر و با ارزش تر تبدیل می کند. امروزه به دلیل افزایش مصرف سوخت در جهان و نیاز ب...
UserName