انجمن نجوم آوااستار - صفحه اصلی

  
طیف              طیف
صفحه 5 از 8 نخستنخست 12345678 آخرینآخرین
نمایش نتایج: از شماره 41 تا 50 , از مجموع 79

موضوع: طیف

  1. #1
    مدير ارشد Ehsan آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Feb 2011
    محل سکونت
    tabriz-tehran!!!
    نوشته ها
    1,562
    تشکر
    7,744
    تشکر شده 16,996 بار در 1,521 ارسال

    Post طیف

    احتمالا همگی راجع به طیف ِ ستارگان و کهکشان ها و .... شنیدید و توی ِ متنهای ِ علمی این کلمه به گوشتون خورده و شکلهایی شبیه ِ شکل ِ پایین رو دیدید:



    این تاپیک به این منظور ایجاد شده که راجع به طیف ِ نور ِ اجرام ِ نجومی (نه فقط طیف ِ ستارگان) و اطلاعاتی که می شه ازش کسب کرد بحث کنیم.


  2. #41
    مدير ارشد Ehsan آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Feb 2011
    محل سکونت
    tabriz-tehran!!!
    نوشته ها
    1,562
    تشکر
    7,744
    تشکر شده 16,996 بار در 1,521 ارسال

          خطوط ِ طیفی به عنوان ِ بارکد ِ عناصر!

    اکنون نوبت به بررسی ِ این رسیده که چه چیزی مکان ِ خطوط ِ طیفی را تعیین می کند؟

    بررسی ِ جواب ِ این سوال خیلی سخت نیست. چرا که تنها کافیست راجع به ساز و کار ِ ایجاد ِ طیف اطلاع داشته باشیم که داریم! (به این پست و این پست مراجعه کنید!)

    اتمها از معمولا بر حسب ِ این که هسته ها چند بار ِ مثبت دارند دسته بندی می شوند. (به تعداد ِ بارهای ِ مثبت ِ درون ِ هسته ی ِ اتم عدد ِ اتمی می گویند و هر عنصر را با عدد ِ اتمی اش می شناسند مثلا هیدروژن عدد ِ اتمی ِ 1 دارد و اکسیژن عدد ِ اتمی اش 8 است و کربن هم 6 و....) دلیل ِ این امر این است که تعداد ِ بار ِ مثبت، تعداد الکترونهای ِ اطراف ِ هسته، توزیع ِ ترازهای ِ انرژی ِ اطراف ِ هسته و نحوه ی ِ توزیع الکترونها بین ِ ترازهای ِ خالی ِ انرژی را مشخص می کند. همه ی ِ اینها هم خواص ِ شیمیایی ِ عناصر را تعیین می کند که البته بحث ِ ما نیست.


    همان طور که گفته شد الکترونها می توانند بین ِ ترازهای ِ مختلف رفت و آمد کنند و همین رفت و آمد است که خطوط ِ طیفی را ایجاد می کند. حالا یک اتم ِ خاص مثل ِ هیدروژن را در نظر بگیرید. عدد ِ اتمی ِ هیدروژن 1 است. بنا بر این یک الکترون دارد و عملا هفت تراز ِ انرژی (در واقع بیشتر از هفت تراز، اما به دلایلی عملا هفت تا به درد می خورد چون رفتن ِ الکترون به ترازهایی مثل p مستلزم ِ کمی عدم ِ تقارن است که به ندرت در طبیعت دیده می شود تنها زمانی این ترازها مهم می شوند که تراز های ِ پایینتر ِ همان مدار پر باشند مثلا تراز p وقتی که تراز ِ s توسط ِ الکترونهای ِ دیگری پر شده باشد ، مهم می شود). الکترون به چند طریق بین ِ این هفت مدار می تواند حرکت کند؟ مثلا از مدار ِ سه به یک سقوط می کند، یا از هفت به شش یا از پنج به دو و یا .....



    به راحتی می توان تعداد ِ این حرکت ها را شمرد. برای ِ اتم ِ هیدروژن و یک الکترون این تعداد برابر با 21 حرکت ِ ممکن است. هر کدام از این حرکتها به یک مقدار ِ خاص ِ انرژی (که اختلاف ِ انرژی ِ بین دو تراز است) مربوط می شوند و انرژی هم که همان فرکانس است. پس هر حرکتی یک خط ِ طیفی در یک فرکانس ِ خاص تولید می کند. این گونه هیدروژن دارای ِ 21 خط ِ طیفی می شود! و فرکانسهای ِ این خطوط هم به راحتی قابل محاسبه است

    هر اتمی بر اساس ِ عدد ِ اتمی اش ، ترازهای ِ انرژی ِ خاصی دارد و همان طور که گفته شد این تراز های ِ انرژی باعث ِ به وجود آمدن ِ خطوط ِ طیفی ِ خاصی می شوند که فرکانس ِ این خطوط ِ طیفی با در دست داشتن ِ انرژی ِ ترازها قابل ِ محاسبه است. بر این اساس چون ترازهای ِ انرژی ِ هر اتم فقط مختص به خودش است و با اتمی دیگر متفاوت، می توان حدس زد که طیف ِ نشری ِ هر اتم هم مختص ِ خودش است! درواقع این حدس واقعا درست است و هر اتمی طیف ِ نشری ِ مخصوص به خود را دارد و خطوط ِ طیفی ِ اتمها در واقع نوعی شناسنامه یا بارکد هستند که می توان با آن اتمها را از هم بازشناخت. این بسیار کاربردی، زیبا و جالب است!

    نکته:

    عملا از این 21 خط ِ طیفی ِ هیدروژن، تعداد ِ کمتری در ناحیه ی ِ مرئی قرار می گیرند (برای ِ هیدروژن 4 یا 5 تا) به این صورت برای ِ هیدروژن که ساده ترین اتم است در ناحیه ی ِ مرئی طیف ِ نشری ِ زیر را خواهیم دید



    هر چه عدد ِ اتمی بالاتر می رود، تعداد ِ ترازها بالاتر میرود و این باعث می شود تعداد ِخطوط ِ طیفی افزایش پیدا کند به طوری برای ِ بررسی ِ طیف ِ اتمی معمولا تنها به بررسی ِ طیف ِ آن در ناحیه ی ِ مرئی می پردازند چون تعداد ِ خطوط ِ طیفی در ناحیه های ِ دیگر سرسام آور است! برای اتم ِ بعدی با عدد ِ اتمی ِ 2 که هلیوم باشد طیف ِ زیر را خواهیم دید



    برای ِ اکسیژن که عدد ِ اتمی اش 8 است این طیف



    برای ِ آهن با عدد اتمی ِ 26 این طیف



    و نهایتا برای ِ گاز ِ زنون با عدد ِ اتمی ِ 54 این طیف ِ شلوغ را خواهیم دید:



    البته استثناهایی هم وجود دارد مثلا جیوه با عدد ِ اتمی ِ 84 طیفی به مراتب خلوت تر از طیف ِ اکسیژن دارد:



    علت ِ چنین استثناهایی به دو نکته بر می گردد: اولا ما تنها در ناحیه ی ِ مرئی بررسی می کنیم ثانیا معمولا تعداد ِ خطوط در یک ناحیه ی ِ خاص را آرایش ِ ترازهای ِ مربوط به آخرین الکترون تعیین می کند که البته شرح ِ این مسئله خارج از حوصله یِ فروم و این تاپیک است


    ـــــــــــــــ
    المپیادی نوشت: با اون چیزهایی که راجع به اصل ِ بور برای ِ اتم ِ هیدروژن و همین طور اینجا گفتم می تونید فرکانسِ تمام ِ 21 خط ِ طیفی ِ هیدروژن رو پیدا کنید! کافیه بعد از پیدا کردن ِ اختلاف ِ انرژی ِ بین ِ دو مدار، اون رو تقسیم بر ثابت ِ پلانک بکنید تا فرکانس ِ فوتون به دست بیاد!


    خودمونی نوشت و مهندس نوشت: تو پست ِ قبلی راجع به راه های ِ طبیعی ِ برا نگیختن ِ اتمها گفتم! اما راه های ِ غیر ِ طبیعی هم برای ِ برا نگیخته کردن ِ اتمها هستش! یکیش تحریک ِ الکتریکیه! معمولا لامپای ِ نئون ِ توی ِ مغازه ها به روش ِ الکتریکی نئون رو بر انگیخته می کنن و لامپ ِ نئون تابش می کنه و البته اگر طیف ِ تابشش رو نگاه کنید خطوط ِ طیفی ِ نشری رو می بینید! یکی دیگه از دستاورد های ِ بر انگیخته کردن ِ اتمها تولید ِ نور ِ لیزره که به همین خاطر اگر روی ِ لیزر رو بخونید معمولا روش یک طول ِ موج نوشته! این یعنی لیزر تک فرکانس هستش و از این گذشته روی ِ بعضی از لیزر ها اسم ِ یه عنصر هم می نویسن که دلالت بر همین پست ِ بالا داره و این که چه عنصری رو بر انگیخته کردند که داره نور بیرون می ده. به شخصه روی ِ لیزر پوینتر ها دیدم نوشته اکسیژن. البته یه فرقایی داره و به طور ِ دقیقتر باید تو فیزیک ِ حالت ِ جامد بررسی بشه چون این قضایای ِ ترازهای ِ انرژی دور ِ اتم و اینا همش توی ِ جامدات می خوره تو دیوار و ترازها بازچینش می شن


    پی نوشت 1: تقریبا همه ی ِ کلیات ِ طیف ِ نشری گفته شده و فقط باید کمی راجع به جزئیات بحث بشه این که قدرت و ضعف ِ این خطوط رو چی تعیین می کنه، چرا بعضی خطوط پهنا دارند در حالی که باید فقط یک خط باشن ، این پهنا رو چی تعیین می کنه و..... همچنین معرفی ِیک سری خطوط ِ معروف ِ طیفی و همچنین مصداقهای ِ نجومی ِ طیف ِ نشری (سحابی ها و ....) و کاربرد ها و...

    پی نوشت 2: بعد از این پست مدت ِ طولانی (حدود ِ 10 روز) حضور ندارم.

    فروم نوشت: من تقریبا زیر ِ تمام ِ پستها روند ِ تاپیک رو گفتم تا اگر کسی خواست پستی بگذاره در قالب ِ این روند قرارش بده! اگر در این مدتی که نیستم کسی خواست پست بگذاره لطفا از قالب ِ این روند خارج نشه.
    یک سر به هوای کوچک در این دنیای بزرگ


  3. #42
    کاربر ممتاز آوا استار
    تاریخ عضویت
    Jul 2011
    محل سکونت
    یزد
    نوشته ها
    505
    تشکر
    137
    تشکر شده 3,296 بار در 484 ارسال

    من این فرایند بازتاب و جذب و رد شدن نور را درست متوجه نشدم
    1. فکر می کنم علت رد شدن نور از شیشه به ساختار هندسی شبکه مولکولی اون مربوط میشه نه ترازهای انرژی.
    2. بازتاب از دیدگاه ذره ای چگونه اتفاق میافته یعنی فوتون به چی برخورد میکنه؟ به الکترون ها یا مثلا به هسته اتم و بعد از برخورد چرا دقیقا با همان زاویه بازتاب میشه؟
    3. اگر با تابش نور بخواهیم اتمهای گاز را برانگیخته کنیم در اینصورت در طیف گاز بجز نور اتمهای برانگیخته باید نور بازتاب خود تابش و یا پراکندگی نور درون گاز هم در طیف وجود داشته باشد. درسته؟

  4. 7 کاربر مقابل از smhm عزیز به خاطر این پست مفید تشکر کرده اند.


  5. #43
    کاربر ممتاز آوا استار mohsen4465 آواتار ها
    تاریخ عضویت
    May 2012
    محل سکونت
    تنکابن (شهسوار)
    نوشته ها
    2,186
    تشکر
    8,903
    تشکر شده 18,230 بار در 2,271 ارسال

    نقل قول نوشته اصلی توسط smhm نمایش پست ها
    من این فرایند بازتاب و جذب و رد شدن نور را درست متوجه نشدم
    1. فکر می کنم علت رد شدن نور از شیشه به ساختار هندسی شبکه مولکولی اون مربوط میشه نه ترازهای انرژی.
    2. بازتاب از دیدگاه ذره ای چگونه اتفاق میافته یعنی فوتون به چی برخورد میکنه؟ به الکترون ها یا مثلا به هسته اتم و بعد از برخورد چرا دقیقا با همان زاویه بازتاب میشه؟
    3. اگر با تابش نور بخواهیم اتمهای گاز را برانگیخته کنیم در اینصورت در طیف گاز بجز نور اتمهای برانگیخته باید نور بازتاب خود تابش و یا پراکندگی نور درون گاز هم در طیف وجود داشته باشد. درسته؟
    چون آقا احسان یه هفت هشت روزی نیستن با اجازه من جواب میدم.
    1. شاید تصور بشه که نور از فضاهای خالی شش ضلعی های بزرگ شبکه ی کووالانسی شیشه عبور میکنه. اما باید این رو مدنظر قرار بدید که این شبکه صرفاً یک لایه نیست و لایه ها و اتم های زیادی روی هم قرار گرفتن. در نتیجه در کل در ساختار شیشه هیچ خط راستی بدون مانع اتمی یافت نمیشه. ضمناً این رو هم در نظر بگیرید که مواد دیگری مانند آب هم کاملاً شفاف هستند. نکته آخر اینکه در شفافیت یک ماده بجز نوع اتم ها و پیوندهای بین اونها، ساختار کریستالی هم بسیار مهمه. برای مثال شیشه چون بلوری یک تکه است نور رو در خط راست عبور میده اما موادی که ساختار بلوری ناهمگن و پودر مانند دارند (ذرات ریز متصل به هم) ذرات اون نور رو در جهات مختلف میشکنن و ماده رو مات و کدر میکنن. برای مثال همین شیشه بصورت پودر سفید رنگ و کاملاً کدر دیده میشه.

    2. این مورد رو من هم خوب متوجه نشدم بذارین آقا احسان خودش بیاد!

    3. در ابعاد کوچیک مثل اتمسفر زمین حق با شماست اما منظور آقا احسان در مقیاس نجومی بود؛ مثل سحابی های نشری.
    “Most people die at 25 and aren’t buried until they’re 75.”
    Benjamin Franklin

  6. 8 کاربر مقابل از mohsen4465 عزیز به خاطر این پست مفید تشکر کرده اند.


  7. #44
    کاربر فعال آوا استار soroosh آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Oct 2011
    محل سکونت
    تهران
    نوشته ها
    91
    تشکر
    280
    تشکر شده 397 بار در 82 ارسال

    چطوری می‌شه از روی طیف ستاره قدر مطلق اون رو بدست آورد ؟؟؟
    ترجیح می دهم در کاری که از آن لذت می برم شکست بخورم
    تا در کاری پیروز شوم که از آن متنفرم

  8. 8 کاربر مقابل از soroosh عزیز به خاطر این پست مفید تشکر کرده اند.


  9. #45
    كاربر ممتاز آوااستار
    مدال طلای كشوری المپياد نجوم
    پیمان اکبرنیا آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Jul 2011
    محل سکونت
    تهران
    نوشته ها
    2,424
    تشکر
    12,335
    تشکر شده 28,318 بار در 2,458 ارسال

    نقل قول نوشته اصلی توسط soroosh نمایش پست ها
    چطوری می‌شه از روی طیف ستاره قدر مطلق اون رو بدست آورد ؟؟؟
    از روی طیف ستاره و نوع خطوط جذبی که در طیف می بینیم، میتوان رده طیفی ستاره را تشخیص داد. پس از آن اگر بدانیم که ستاره روی رشته اصلی در نمودار هرتزپروگ- راسل قرار دارد، میتوانیم درخشندگی یا قدر مطلق جسم را به دست آوریم. در قسمت طیف ستارگان که در آینده این تاپیک وجود دارد درباره این موضوع مفصل بحث می کنیم

    دوستان لطفا ادامه بحث فقط در زمینه هایی باشه که آقا احسان گفتند.


  10. #46
    كاربر ممتاز آوا استار
    مدال برنز كشوری المپياد نجوم
    المپیاد نجوم آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Jun 2011
    محل سکونت
    خونمون توی تخت پای کامپیوتر
    نوشته ها
    268
    تشکر
    447
    تشکر شده 1,006 بار در 247 ارسال

    سلام من توی حل یک مساله دچار مشکل شدم. مشکل این جاست که نمی دونم چه طور از روی پهن شدگی خطوط می تونم اطلاعات در بیارم.میشه یه دید کلی در این زمینه به من بدید؟ ممنون!
    نبیند مدعی جز خویشتن را
    که دارد پرده ی پندار در پیش
    گرت چشم خدابینی ببخشند
    نبینی هیچ کس عاجزتر از خویش

    #سعدی

  11. 5 کاربر مقابل از المپیاد نجوم عزیز به خاطر این پست مفید تشکر کرده اند.


  12. #47
    مدير ارشد Ehsan آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Feb 2011
    محل سکونت
    tabriz-tehran!!!
    نوشته ها
    1,562
    تشکر
    7,744
    تشکر شده 16,996 بار در 1,521 ارسال

    شرمنده از غیبت ِ طولانیم انشاالله به زودی (همین امروز یا فردا اگر مشکلی پیش نیاد) شروع می کنم به ادامه ی ِ این تاپیک البته انتظار داشتم دوستان ادامه بدند

    نقل قول نوشته اصلی توسط المپیاد نجوم نمایش پست ها
    سلام من توی حل یک مساله دچار مشکل شدم. مشکل این جاست که نمی دونم چه طور از روی پهن شدگی خطوط می تونم اطلاعات در بیارم.میشه یه دید کلی در این زمینه به من بدید؟ ممنون!
    صبر صبر! قراره که برسیم به این چیزها. طیف از جمله مباحثی هستش که توی ِ نجوم فراوان کاربرد داره و تا دلتون بخواد می شه راجع بهش بحث کرد و گسترشش داد. چون ما به تنها چیزی که بهش دسترسی داریم نور ِ ستاره هاست و این نکته تجزیه و تحلیل ِ نور رو خیلی مهم می کنه

    نقل قول نوشته اصلی توسط smhm نمایش پست ها
    من این فرایند بازتاب و جذب و رد شدن نور را درست متوجه نشدم
    1. فکر می کنم علت رد شدن نور از شیشه به ساختار هندسی شبکه مولکولی اون مربوط میشه نه ترازهای انرژی.
    2. بازتاب از دیدگاه ذره ای چگونه اتفاق میافته یعنی فوتون به چی برخورد میکنه؟ به الکترون ها یا مثلا به هسته اتم و بعد از برخورد چرا دقیقا با همان زاویه بازتاب میشه؟
    3. اگر با تابش نور بخواهیم اتمهای گاز را برانگیخته کنیم در اینصورت در طیف گاز بجز نور اتمهای برانگیخته باید نور بازتاب خود تابش و یا پراکندگی نور درون گاز هم در طیف وجود داشته باشد. درسته؟
    البته آقا محسن زحمت کشیدند و توضیحی دادند فقط یه کمی مورد ِ یک و دو رو توضیح ِ بیشتر میدم.

    جواب ِ این سوالا بیشتر به این برمی گرده که ساختار ِ ترازهای ِ انرژی درون ِ یک ماده رو به خوبی بشناسیم. این ساختار وقتی به حالت ِ جامد می رسیم خیلی متفاوت می شه چون در این حالت ما به جای ِ یک ترازی که فقط و فقط یک انرژی داره، یک ترازی داریم که بازه از انرژی ها رو شامل می شه و بر خلاف ِ تک اتم این بار این تراز می تونه کاملا خالی، کاملا پر و یا نیمه پر باشه. بیشتر ِ خواص ِ مواد ِ جامد رو این ترازها تعیین می کنند.

    این شکل ِ شماتیک ِ این ترازهاست:



    وقتی فوتون به ماده می رسه، اگر انرژیش طوری باشه که نتونه هیچ الکترونی رو بین ِ ترازها جابه جا کنه یا رد می شه یا بازتاب. اگر رد بشه دلیلش اینه که یک تراز ِ انرژی ِ کاملا خالی پیدا کرده که انرژیش رو درون ِ اون قرار بده و از ماده عبور کنه. اگر بازتاب بشه دلیلش اینه که چنین ترازی پیدا نکرده و بالاجبار نمی تونه درون ِماده بیاد و بازتاب می شه.

    مثل ِ توپی که به سمت ِ یک دیوار پرتاب می شه. دیوار های ِ عادی طوری هستند که اگر انرژی ِ توپ از یک مقداری کمتر باشه اون رو عبور نمی دند ولی اگر از مقداری بیشتر بشه توپ از دیوار رد می شه. دیواری رو تصور کنید که این حالت رو گسسته وار داره. یعنی به ازای ِ بعضی انرژی ها توپ رو رد می کنه و به ازای ِ بعضی انرژی ها توپ رو رد نمی کنه حالا به ازای ِ اون انرژی هایی که توپ رو رد نمی کنه چه اتفاقی می افته؟ توپ برمیگرده یا همون بازتاب می شه و قانون ِ بازتاب رو اینجا می شه حتی به صورت ِ مکانیکی دید! وقتی یک ذره به یک سد ِ پتانسیل میرسه که نمی تونه ازش رد بشه تکانه اش در راستای ِ دیوار برعکس می شه و این یعنی بازتاب می شه.

    اگر فوتون بتونه الکترونی رو جا به جا کنه درون ِ ماده جذب می شه. این جذب شدن که به ازای ِ برخی فرکانسها اتفاق می افته باعث می شه نور ِ بازتابی از مواد ترکیبهای ِ رنگی متفاوتی داشته باشن که همین عامل رنگ رو تعیین می کنه.

    بعضی از مواد که به مرور فوتون ها رو جذب می کنند (یعنی فوتون وارد ِ ماده می شه ولی هر چی جلوتر میره احتمال ِ جذبش میره بالا مثلا اگر 100 تا فوتون وارد ِ ماده شدند بعد از مسافت ِ یک سانتیمتر فقط 5 تاشون باقی می مونه) به این دلیل این رفتار رو دارند: ترازی که فوتون پیدا کرده تا بتونه ازش عبور بکنه کاملا خالی نیست و نیمه پر هستش و این باعث می شه کم کم جذب بشه. اگر تراز ِ انرژی ِ مناسب ِ فوتون کاملا پر باشه قویا جذب اتفاق می افته. ضریب ِ جذب بستگی به این داره که اون تراز چه قدر شلوغ باشه.
    (تو شیشه ناخالصی ها باعث ِ این شلوغی ِ تراز می شن)

    ـــــــــــــــــ
    تذکار ِ کوانتمی: با این که فوتونی که انرژیش مناسب باشه باید از جای ِ خالی رد بشه اما عملا به خاطر ِ ملاحظات ِ کوانتمی بخشی از فوتونها همیشه بازتاب می شن ولو انرژیشون مناسب باشه!
    در ضمن خیلی بهتره به این بحث ادامه ندیم چون زیاد به تاپیک مربوط نیست
    یک سر به هوای کوچک در این دنیای بزرگ


  13. #48
    مدير ارشد Ehsan آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Feb 2011
    محل سکونت
    tabriz-tehran!!!
    نوشته ها
    1,562
    تشکر
    7,744
    تشکر شده 16,996 بار در 1,521 ارسال

          پهنا و شدت ِ خطوط ِ طیفی ِ نشری

    قبل از مطالعه ی ِ این پست، سری به این تاپیک و این صفحه از ویکی نجوم بزنید تا اطلاعاتی راجع به اثر ِ دوپلر کسب کنید چون پیش نیاز ِ این پست است (البته هم در ویکی و هم در تاپیک بحث آنقدر کامل نیست در هر صورت این اثر نسبتا معروف است و همه جا می توان راجع به آن مطلبی پیدا کرد).

    خطوط ِ طیفی ِ نشری علاوه بر فرکانس دو ویژگی ِ دیگر هم دارند: پهنا و شدت. این که هر کدام نماینده ی ِ چه چیز هایی هستند را بررسی می کنیم.

    1)شدت

    شدت ِ خطوط ِ طیفی در واقع معیاری از روشنایی ِ خطوط است. این روشنایی به چه چیز بستگی دارد؟ به تعداد ِ فوتونهایی که در آن فرکانس ساطع می شوند. پس باید بررسی کنیم که این تعداد ِ فوتونهای را چه چیزی تعیین می کند. گفتیم به طور ِ طبیعی دو راه برای ِ به وجود آمدن ِ طیف ِ نشری وجود دارد. برای ِ هر کدام از دو راه این مورد را بحث می کنیم

    الف) تابش ِ نور

    فرض کنید یک گاز ِ رقیق به علت ِ تابش ِ نور برانگیخته شود و تابش کند.

    این که چه تعداد فوتونی بتوانند در یک فرکانس ِ خاص تابش شوند در این مورد کاملا بستگی به این دارد که چه تعداد فوتونی در آن فرکانس ِ خاص جذب شده؛ پس شدت در این مورد فقط به شدت ِ طیف ِ تابش شده به سمت ِ گاز در آن فرکانس بستگی دارد.


    ب) گرم شدن

    گاز ِ گرم می تواند برانگیخته باشد. این که چه تعداد فوتون ها در فرکانسی تابش شوند به این بستگی دارد که چند درصد ِ اتمها توانسته اند الکترون را از حالت ِ پایه به حالت ِ بر انگیخته بفرستند. در این مورد کمی دانش ِ ترمو دینامیکی فرمولی برای ِ محاسبه به دست می دهد (که البته تقریبی است و معمولا می گویند معادله ی ِ ساها) :

    Nex/Ngrnd=(gex/grnd)*exp(-deltaE/kB*T) l

    در این فرمول Ngrnd تعداد ِ اتمها در حالت ِ پایه، Nex تعداد اتمها در حالت ِ برانگیخته ،gex ظرفیت ِ تراز ِ برانگیخته، grnd ظرفیت ِ تراز ِ پایه، deltaE اختلاف ِ انرژی حالت برانگیخته با حالت ِ پایه، kB ثابت ِ بولتزمان و Tدمای ِ گاز است.

    (l فقط برای ِ تصحیح ِ پرانتز بود!! دی)

    این فرمول حاوی ِ چند نکته است:

    1.هرگز نمی توان با گرم کردن همه ی ِ اتمها را به حالت ِ برانگیخته فرستاد در بهترین حالت اگر دما بی نهایت باشد نسبت تعداد ِ اتمهای ِ برانگیخته به پایه به میزان ِ نسبت ِ ظرفیت ِ ترازها خواهد بود و نه بیشتر!

    2. به ازای ِ دماهای ِ خیلی کم تعداد ِ اتمها در حالت ِ برانگیخته آنقدر پایین می آید که طیف ِ نشری دیده نخواهد شد!


    سوالی پیش می آید: دمای ِ کم و دمای ِ زیاد به چه معناست؟

    اگر ورودی تابع ِ نمایی که نسبت ِ اختلاف ِ انرژی دو تراز به kB*T است، خیلی بزرگتر از یک باشد این یعنی دما کم است و این باعث می شود که تابع ِ نمایی مقدارش به صفر نزدیک شود و این یعنی اتمهای ِ برانگیخته تعدادشان بسیار کم است و در نهایت گاز، طیفی نخواهد داشت. اگر این نسبت خیلی کوچکتر از یک باشد یعنی دما زیاد است و تابع ِ نمایی مقدارش به یک نزدیک می شود که در این مورد برای ِ تابع ِ نمایی بیشینه است. قوی ترین خطوط ِ طیفی ِ نشری همیشه در بالاترین دماها دیده میشوند!

    دمای ِ معقول برای ِ فوتونهایی با فرکانس ِ اطراف ِ مرئی حدود ِ 2000 تا 3000 درجه ی ِ کلوین است! پس انتظار نداشته باشید که در دمای ِ اتاق از گاز خطوط ِ طیفی دریافت کنید

    2) پهنا

    می دانیم که خطوط ِ طیفی باید تک فرکانس باشند اما اغلب در طیفها، پهنایی از این خطوط مشاهده می شود. مثلا طیف ِ هیدروژن را نگاه کنید:


    این پهنا به چه دلیل به وجود می آید؟

    پاسخ ِ این پرسش در اثر ِ دوپلر است!

    اتمهای ِ گاز ثابت نیستند بلکه همگی با سرعت های ِ مختلفی در اتم به این طرف و آن طرف می روند. اگر اتمی که در حال ِ حرکت به سوی ِ ماست قرار باشد فوتونی به سمت ِ ما بفرستد، این فوتون به خاطر ِ اثر ِ دوپلر مقدار ِ خیلی کمی (بسته به سرعت ِ اتم ِ گسیلنده) به سمت ِ آبی می رود برعکس اگر اتم ِ گسیلنده در حال ِ دور شدن از ما باشد ، فرکانس ِ فوتون ِ فرستاده شده کمی به سمت ِ قرمز می رود و در نهایت چون درون ِ گاز تقریبا بازه ای از سرعتها وجود دارد ما شاهد ِ یک پهنا خواهیم بود.

    اما این پهنا را چه چیز تعیین می کند؟ برای ِ پاسخ ِ این سوال باید بدانیم بازه ی ِ سرعتها برای ِ اتم را چه چیز تعیین می کند. پاسخ ِ این پرسش ساده است: دمای ِ گاز!

    دمای ِ گاز معیاری از انرژی ِ ذرات ِ گاز است و هر چه دما بالاتر باشد انرژی بیشتر است و اتمهای ِ گاز سرعت ِ بیشتری دارند و این یعنی هر چه دما بیشتر باشد پهنای ِ این خطوط بیشتر است.

    توزیع ِ سرعت ِ اتمهای ِ گاز را برای ِ چند دمای ِ مختلف در شکل ِ زیر مشاهده می کنید:



    البته باید بگویم این توزیع به جرم ِ اتمها هم بستگی دارد اما فعلا فرض می کنیم همه ی ِ گازها یک جرم دارند. (برای ِ اتمهای ِ پرجرمتر توزیع فشرده تر است) البته چگالی هم در این مورد موثر است (برای ِ بررسی ِ دقیقتر به بحثی راجع به توزیع ِ سرعت های ِ ماکسولی مراجعه کنید که البته ریاضی اش زیاد است به همین خاطر اینجا ذکر نکردم)

    لازم به ذکر است همه ی ِ گذاره های ِ بالا فقط برای ِ طیف ِ نشری درست بود و برای ِ طیف ِ جذبی جداگانه بررسی خواهیم کرد.



    ـــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــ
    مهندس نوشت و خودمونی نوشت: اگر شما از راههای ِ دیگه برای ِ برانگیخته کردن ِ اتمها استفاده کنید می تونید به راحتی یک تکفرکانس ِ خیلی خاص تولید کنید و همه ی ِ ترازهای ِ انرژی ِ اتم رو درگیر نکنید. این کار به وسیله ی ِ فرایندی به اسم ِ گسیل ِ القایی اتفاق می افته که باعث می شه اتم فقط در یک فرکانس ِ خاص تابش بکنه.

    پی نوشت ِ تاریخی: گسیل ِ القایی همون فرایند ِ لیزر هستش که اولین بار توسط ِ انیشتین پیشنهاد شد اما تا سالها کسی نتونسته بود بسازدش. البته جا داره یادی بکنیم از نام ِ دکتر علی ِ جوان که از پیشگامان ِ طراحی لیزر بوده.

    پی نوشت1: پست ِ بعدی احتمالا به معرفی ِ یک سری خطوط ِ طیفی ِ معروف اختصاص داره و بعدش هم مصداقهای ِ نجومی ِ طیف ِ نشری. کاربردها رو تصمیم گرفتم بگذارم بعد از این که طیف ِ جذبی رو هم کامل شرح دادیم.

    پی نوشت 2: اگر خواستید بگید یه جایی اثر ِ دوپلر رو اساسی شرح بدم (احتمالا تو تاپیکش این کار رو می کنم )
    پی نوشت3: سوالی هست در خدمتم
    یک سر به هوای کوچک در این دنیای بزرگ


  14. #49
    مدير ارشد Ehsan آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Feb 2011
    محل سکونت
    tabriz-tehran!!!
    نوشته ها
    1,562
    تشکر
    7,744
    تشکر شده 16,996 بار در 1,521 ارسال

          معرفی ِ چند خط ِ طیفی ِ معروف

    در ستاره شناسی علت بر این که معمولا اتمهای ِ خاصی در ساختمان ِ اجرام نقش دارند برخی از خطوط ِ طیفی بسیار معروف اند. این پست به معرفی فقط تعدادی از خطوط ِ معروف و پرکاربرد اختصاص دارد.

    خطوط ِ هیدروژن

    بیشتر ِ اتمهای ِ جهان از نظر تعداد هیدروژن اند. پس طبیعی است که معروفترین خطوط ِ طیفی مربوط به هیدروژن باشد و بیشتر از همه بررسی شود. خطوط ِ طیفی ِ اتم ِ هیدروژن بر اساس ِ این که با سقوط ِ الکترون به کدام مدار خط ِ طیفی ایجاد می شود، به چند دسته تقسیم می شود که سه دسته در این بین بسیار معروف اند:

    سری ِ لیمان که با سقوط ِ الکترون از مدارهای ِ بالا به مدار ِ اول پدید می آید
    سری ِ بالمر که با سقوط ِ الکترون از مدارهای ِ بالا به مدار ِ دوم پدید می آید
    و در نهایت سری ِ پاشن که با سقوط ِ الکترون به مدار ِ سوم پدید می آید


    تصویر ِ هر سه سری:


    از بین ِ این سه سری هم تنها انرژی ِ سری ِ بالمر طوری است که برخی از خطوطش در ناحیه ی ِ مرئی قرار بگیرد. طول ِ موجهای ِ چهار خط ِ سری ِ بالمر که در ناحیه ی ِ مرئی اند بر حسب ِ آنگستروم* به قرار ِ زیر است:

    6563 (معروف به خط ِ هیدروژن آلفا که در ناحیه ی ِ قرمز ِ طیف قرار دارد)
    4861(معروف به خط هیدروژن بتا که تقریبا در ناحیه ی ِ سبز است)
    4340 (خط ِ هیدروژن گاما در ناحیه ی ِ آبی)
    4102 (خط ِ هیدروژن دلتا در ناحیه ی ِ بنقش)



    تصویر ِ چهار خط ِ طیفی ِ هیدروژن در ناحیه ی ِ مرئی



    خط ِ طیفی ِ هیدروژن در طول ِ موج ِ 21 سانتیمتر

    این خط ِ طیفی شاید معروفترین خطی است که در طول ِ موجهای ِ مرئی قرار ندارد و به جای ِ آن در طول ِ موجهای ِریز موج (مایکرو ویو) قرار دارد. این خط نشانه ی ِ قویی برای ِ پیدا کردن ِ هیدروژن در فضاست. هیدروژن حتی در دماهای ِ بسیار پایین باز هم به طور ِ طبیعی در این فرکانس تابش می کند. کم و کیف ِ این تابش در این پست نمی گنجد و فقط به خاطر ِ اهمیت ِ زیاد ِ آن در اخترفیزیک و ستاره شناسی ِ رادیویی ذکر شد.



    خطوط ِ هلیوم

    هلیوم بعد از هیدروژن از لحاظ ِ فراوانی جایگاه ِ بعدی را دارد بنا بر این بررسی اش به تنهایی نسبتا مفید است اما باید به این نکته توجه کنیم که هلیوم یک گاز ِ نجیب است یعنی اگر یک الکترون ِ دیگر به این اتم اضافه کنیم برای ِ پر شدن باید به تراز ِ انرژی ِ بعدی برود و این یعنی تراز ِ انرژیی ِ پایینی کامل پر شده و ظرفیتش تکمیل است و این باعث ِ پایداری ِ بیش از اندازه ی ِ الکترونهایش می شود و به سختی می توان از هلیوم خط ِ طیفی مشاهده کرد. اما در دماهای ِ بالا بالاخره هلیوم هم از خود خطوط ِ طیفی نشان می دهد! چند خط ِ معروف ِ هلیوم به قرار ِ زیر اند:

    خطوط ِ مربوط به هلیوم ِ عادی :4471 و 5876
    خطوط ِ مربوط به هلیوم ِ یک بار یونیده** (که فقط در دماهای ِ بسیار بالا دیده می شوند) : 4200 و 4541 و 4686


    خطوط ِ فلزی

    در اصطلاح ِ اخترفیزیکی به هر عنصری غیر از هلیوم و هیدروژن ، فلز می گویند. فلزات در دنیا بخش ِ بسیار بسیار کوچکی از عناصر را تشکیل می دهند با این حال می توانند در اجرام ِ نجومی به راحتی خط ِ طیفی ایجاد کنند که گاهی اوقات از خطوط ِ مربوط به هلیوم و هیدوژن هم قوی تر می شود! خطوط ِ فلزی به خصوص در طیف ِ ستاره های ِ پیر و سرد به وفور دیده می شوند.

    طول ِ موج ِچند تا از خطوط ِ فلزی ِ معروف به قرار ِ زیر اند:

    کلسیم ِ یک بار یونده: 3934 و 3968 / کلسیم ِ عادی:4227 / سیلسیم ِ سه بار یونیده :4089 / آهن ِعادی :4325 (جز خطوط ِ نسبتا معروف در طیف ِ ستاره ها) / اکسیژن ِ یک بار یونیده:4650 /اکسیژن ِ دو بار یونیده:4959 و 5007 (جز ِ خطوط ِ معروف در سحابی ها)/نیتروژن ِ یک بار یونیده: 6548 و 4583


    تصویر ِ خطوط ِ طیفی ِ معروف به همراه ِ طیف ِ یک کهکشان:



    ـــــــــــــــــــــــــ ـــــ
    یاد آوری ها:
    *یک آنگستروم برابر است با یک دهم ِ نانو متر. یک نانو متر هم یک میلیاردم ِ متر است.
    **یونش در اتمها یعنی از دست دادن ِ یکی از الکترونها در اتم. اتم ِ یک بار یونیده یعنی یکی از الکترونهای ِ اتم کنده شده و به بیرون از اتم رفته، اتم ِ دو بار یونیده یعنی اتم دو الکترون از دست داده و....

    منبع نوشت: مقادیر ِ طول ِ موجها از این نوشتار استخراج شده

    اخترفیزیک دوست نوشت: به صورت ِ نوشتاری اتمهای ِ عادی رو با علامت ِ I جلوشون نشون می دن، اتمهای ِ یک بار یونیده رو با II دو بار یونیده با III ، سه بار یونیده با IV و....مثلا
    نیتروژن ِ عادی: N I ،اکسیژن ِ دو بار یونیده می شه O III و کربن ِ چهار بار یونیده میشه C V و.... یعنی با اعداد ِ رومی ِ جلوی ِ اتم حالت ِ اتم رو مشخص می کنند که از حالت پایه شروع می شه و با افزایش ِ تعداد ِ الکترونهای ِ یونیده شماره زیاد می شه. گفتم که اگر در متون ِ تخصصی دیدید گمراه نشید!

    پی نوشت1: حالا می شه راجع به مصداقهای ِ نجومی ِ طیف های ِ نشری نوشت. این که چه اجرامی و چرا طیف ِ نشری دارند. هنوز نمی دونم چه قدر طول بکشه ولی ممکنه با یک پست جمع بشه و ممکن هم هست چند تایی طول بکشه. ببینیم چی میشه. بعدش انشاالله خطوط ِ جذبی رو شروع می کنیم.

    پی نوشت 2: امروز به ذهنم رسید که رده بندی ِ طیفی ِ ستاره ها در این تاپیک نمی گنجه و احتمالا تاپیکی جدا براش زده بشه البته این جا خییییییلی اجمالی راجع بهش خواهیم گفت انشاالله!

    پی نوشت 3: سوالی هست در خدمتم

    بعدا نوشت: ممنون از جناب ِ celestial boy بابت ِ توجه و تصحیح
    ویرایش توسط Ehsan : 08-18-2012 در ساعت 04:55 PM
    یک سر به هوای کوچک در این دنیای بزرگ


  15. #50
    مدير ارشد Ehsan آواتار ها
    تاریخ عضویت
    Feb 2011
    محل سکونت
    tabriz-tehran!!!
    نوشته ها
    1,562
    تشکر
    7,744
    تشکر شده 16,996 بار در 1,521 ارسال

          طیف ِ نشری ، کجا؟

    طیف         
    بعد از این همه توضیح راجع به طیف نشری بهتر است راجع به اجرامی صحبت کنیم دارای ِ طیف ِ نشری هستند. با توجه به این پست که راجع به نحوه ی ِ تولید ِ طیف ِ نشری بود کلا دو راه برای ِ ایجاد ِ طیف ِ نشری وجود خواهد داشت:

    1. وجود ِ گاز ِ داغ و رقیق
    2. گاز ِ سردی که نوری قوی دریافت می کند.


    حالا چند نوع جرم ِ طبیعی ِ معروف ِ دارای ِ طیف ِ نشری را شرح خواهیم داد (بالطبع انواع ِ بسیار زیادی جرم وجود دارد ما فقط به اجرام ِ معروف می پردازیم) :

    سحابی های ِ نشری

    شاید این معروفترین نوع ِ جرمی است که طیف ِ نشری دارد. کیهان ِ ما پر از گاز ِ سرد و رقیق است. این گازهای ِ سرد و رقیق در برخی مناطق جمع می شوند. وقتی این گاز ِ سرد و رقیق کنار ِ یک یا چند ستاره ی ِ بسیار روشن قرار بگیرند، طبق ِ فرایند ِ اولی که در این پست شرح داده شد، شروع به جذب ِ نور ِ ستاره ها و بازگسیل ِ آن خواهند کرد و این باعث ِ دیده شدن ِ طیف ِ نشری خواهد شد.

    رخ دادن ِ چنین حالت خیلی بعید نیست. وقتی یک توده ی ِ گاز ِ رقیق در جایی جمع می شود این توده کم کم شروع به تولید ِ ستاره خواهد کرد، ستاره های ِ تولید شده نور ِ لازم برای ِ تولید ِ طیف ِ نشری را تامین می کنند.

    سحابی ِ جبار و سحابی ِ عقاب دو تا از معروفترین سحابی های ِ نشری هستند که در تصاویر مشاهده می کنید.

    سحابی ِ جبار:



    سحابی ِ عقاب (همانی که ستون ِ آفرینش داره) :





    سوال: آیا سحابی های ِنشری با وجود ِ ستاره های ِ بسیار درخشان در نزدیکیشان گرم نمی شوند؟


    جواب: خیر! این سحابی ها طبق ِ آن چیزی که شرح داده شد تنها در فرکانسهای ِ بسیار خاصی نور جذب می کنند و اتفاقا همه ی ِ نورهای ِ جذب شده را به بیرون باز گسیل می کنند پس انرژیی نمی ماند که بخواهد سحابی را گرم کند.



    سحابی های ِ سیاره نما و بقایای ِ ابر نو اختری

    (برای ِ کسب ِ اطلاعات راجع به سحابی های ِ سیاره نما و بقایای ِ ابرنواختری به این پست و این پست از تاپیک ِ تحول ِ ستاره ها یا این صفحه و این صفحه از ویکی نجوم مراجعه کنید)

    گازهای ِ باقی مانده از ستاره ها بسیار داغ و البته بسیار رقیق اند و طبق ِ قسمت ِ دوم ِ این پست ، چنین چیزی باعث ِ تولید ِ طیف ِ نشری خواهد شد.

    طیف ِ یک سحابی ِ سیاره نما



    از نمونه ی های ِ این سحابی ها، سحابی ِ خرچنگ (باقی مانده ی ِ ابرنو اختری) و سحابی ِ حلقه (سیاره نما) است که در تصاویر ِ زیر مشاهده می کنید.

    سحابی ِ خرچنگ:


    سحابی ِ حلقه:



    طیف ِ تاج ِ ستاره ای

    برخی ستاره ها (از جمله خورشید) در اطراف ِ خود یک لایه گاز ِ بسیار بسیار داغ و رقیق دارند که باعث ِ تولید ِطیف ِ نشری می شود. این باعق می شود برخی عناصر طیف ِ نشری ِ خود را در طیف ِ ستاره ها نشان دهند. این خطوط ضعیف اند و به سختی و فقط در طیف سنجی هایی با دقت ِ بسیار بالا دیده می شوند.

    ــــــــــــــ

    خودم نوشت: عاااااااااشق سحابی ِ هلیکسم! نه! خدا وکیلی نیگا کنید:



    قشنگ نیست؟

    فیزیک/اخترفیزیک دوست نوشت: سحابی های ِ بازتابی از غبار تشکیل شدند. غبار درست مثل ِ اون چیزی که روی ِ زمین می بینیم عمل می کنه. یه هوای ِ خاکی بعد از دریافت ِ نور، اون رو پخش می کنه و آدم غبار رو می بینه. هوای ِ بدون ِ غبار هیچ پخش ِ نوری نداره. مثلا اگر هوای ِ اطراف ِ ما کاملا بدون ِ غبار باشه (که کاملا غیر ِ ممکنه) نور ِ گرین لیزر هایی که توی ِ رصد استفاده می کنیم هیییچ ردی توی ِ آسمون نخواهد داشت و عملا به هیچ دردی نمی خوره! کجا بودم؟ آها! سحابی های ِ بازتابی به همین خاطر دقیقا طیف ِ خود ِ ستاره رو تا حد ِ زیادی بی کم و کاست بازتاب می ده ولی طیف ِ نشری یا همچین چیزی نداره. اگر نوری به سحابی های ِ بازتابی نرسه می شه سحابی ِ تاریک مثل ِ سحابی ِ سر ِ اسب هستش که جلوی ِ یه سحابی ِ نشری قرار گرفته اگر نور بهش برسه میشه مثل ِ سحابی ِ جادوگر که یه سحابی ِ بازتابیه و نور ِ ستاره رو باز می تابونه که اگر این نور رو بازنتابونه تاریکه و جلوی ِ نور ِ ستاره های ِ پشتش رو می گیره.
    گاز ِ اتمی چنین حالتی نداره. نور رو بازتاب نمی کنه و در نهایت طیف ِ نشری داره.

    ویکی نجوم دوستان نوشت: وقتی خواستم به صفحه های ِ ویکی نجوم لینک بدم متوجه شدم صفحه ی ِ سحابی ِ سیاره نما هم بسیار خرد هست و هم دو تا صفحه ی ِ جدا داره. بقایای ِ ابر نو اختری هم بسیار خرد هستش. با این حال هم برای ِ آیندگان گذاشتم و هم این که نوشتارم بهتر باشه

    پی نوشت1: فکر کنم از طیف ِ نشری چیزی باقی نمونده و می تونیم به طیف ِ جذبی بپردازیم و نهایتا به کاربردهایی که طیف داره برسیم

    پی نوشت 2: ببخشید طولانی شد. خواستم دیگه جمعش کنم!

    همیشه نوشت: سوالی هست در خدمتم
    یک سر به هوای کوچک در این دنیای بزرگ


صفحه 5 از 8 نخستنخست 12345678 آخرینآخرین

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •