طیف نور

با استفاده از توری پراش ، می توانید ببینید که نورهایی که تک رنگ به نظر می رسند ممکن است واقعا ترکیبی از رنگ ها که طیف نامیده می شوند، باشند. همچنین می توانید طیف نوری را که از منبع های مختلف ساطع می شود، با هم مقایسه کنید.

وسایل لازم:

یک جعبه کفش در حدود 5 سانتی متر ارتفاع و 30 سانتی متر طول

کارت مقوایی

چسب

توری پراش( می توانید به صورت صفحه از فروشگاه های وسایل علمی خریداری کنید)

تیغ موکت بری

در یکی از  سرهای جعبه کفش، مربعی به عرض 2 سانتی متر و ارتفاع 3.5 سانتی متر ببرید. سوراخ را با 2 قطعه از کارت مقوایی بپوشانید، به طوری که یک شکاف عمودی به عرض 5 میلی متر درست شود . قطعه ها را محکم نچسبانید چون ممکن است بخواهید که عرض شکاف را تغییر دهید.

در سر دیگر جعبه یک سوراخ به اندازه 5×5 سانتی متر ایجاد کنید . این سوراخ را با تکه ای از توری پراش بپوشانید. شکاف های شبکه باید با شکاف ته جعبه موازی باشد – هرچند ممکن است نتوانید در این مرحله این موضوع را امتحان کنید. باز هم شبکه را محکم نچسبانید تا اگر لازم بود شبکه را مطابق زیر تغییر دهید.

در جعبه کفش را ببندید . جعبه کفش را به گونه ای نگه دارید که شکاف جعبه مقابل منبع نور باشد. برای شروع یک لامپ حبابی معمولی خوب است. دقت کنید شکاف جعبه به صورت عمودی باشد.

از طرف شبکه پراکنده ساز( توری پراش) داخل جعبه را نگاه کنید. باید رنگ های مختلفی را مشاهده کنید. طیف منبع نور باید به چپ و راست شکاف گسترده شده باشد. اگر طیف به دو طرف گسترده نشده است، شیارهای شبکه موازی با شکاف نیستند. شبکه را 90 درجه بچرخانید و دوباره نگاه کنید . اگر لازم است شبکه را بیشتر بچرخانید تا زمانی که ببینید طیف به طرف شکاف عمودی گسترده شود. سپس شبکه را محکم به جعبه بچسبانید.

عرض شکاف را به گونه تغییر دهید که طیف هم واضح و هم به اندازه کافی گسترده باشد.

این وسیله یک طیف سنج ساده است، وسیله برای امتحان کردن ترکیبات خاص رنگ هاست. این رنگ ها یک طیف نامیده می شوند.

طیف چند منبع نور متفاوت را باهم مقایسه کنید. وقتی منابع نور مختلف را نگاه می کنید به رنگ های خاص و فضای بین خطوط رنگی توجه کنید. رشته تنگستن داغ در لامپ حبابی یک طیف پیوسته درست می کند، بخار جیوه برانگیخته توسط الکتریسیته در یک لامپ فلورسنت خطوط رنگی مجزا تولید می کند . فسفری که داخل لامپ را می پوشاند طیف را پیوسته می کند.

منابع نوری دیگر: شعله شمع، آتش چوب، چراغ قوه، نور چراغ برق زرد( سدیم سازنده این رنگ است )، نور چراغ برق آبی( بخار جیوه این رنگ را می سازد ) و علامت های نئونی و لامپ پروژکتور.

منابع متفاوت طیف های متفاوتی می سازند. می توانید به طیف نور خورشید که از یک کاغذ سفید منعکس می شود، نگاه کنید، هرگز به نور خورشید به طور مستقیم نگاه نکنید.

وقتی اتم های مواد مختلف به وسیله الکتریسیته یا منابع دیگر انرژی برانگیخته می شوند، با طیف خاصی نور ساطع می کنند. اتمهای عناصر مختلف رنگ های متفاوتی در طیفشان دارند. این الگوی رنگی خاص ، اتم های خاص را نشان می دهد . مانند اثر انگشت که افراد گوناگون را از هم متمایز می سازد.

یک توری پراش شبیه به منشور عمل می کند، یعنی نور را به اجزای سازنده آن تجزیه می کند ، نوری که شما از منبع نوری می بینید، جمع تمام این رنگ هاست ، هر رنگ متناسب است با یک فرکانس نور. توری، نور را با توجه به فرکانس هایش مرتب می کند، به این صورت که نور بنفش ( بالاترین فرکانس نور مرئی ) در یک سر طیف و نور قرمز ( پایین ترین فرکانس نور مرئی ) در سر دیگر طیف قرار می گیرد.

وقتی اتم ها در یک گاز رقیق ( مانند بخار جیوه در چراغ برق های جیوه ای ) نور ساطع می کنند، نوری که از توری پراش دیده می شود، به صورت طیف خطی دیده می شود، که از خطوط رنگی روشن تشکیل شده است. هر خط در طیف چنین گازی متناسب با یک فرکانس از نور تابش شده است ، هرگاه تراز انرژی یک الکترون در اتم تغییر کند یک فرکانس تولید می شود.

در جامدات، مایعات و گازهای با چگالی بالا، شرایط به این سادگی نیست. وقتی یک اتم نوری را ساطع می کند، این نور با اتم های دیگر برخورد می کند. این تغییر فرکانس نور ساطع شده را تغییر می دهد.

این دلیل این است که نور جامدات، مایعات و گازهای چگال طیف گسترده ای دارد.

مترجم : میثم امیری نائینی

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تنظیم : سمیرا بادامستانی