تصفح الكمية:0 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2024-07-26 المنشأ:محرر الموقع
تعد أجهزة قياس الطيف من الأدوات الأساسية في البحث العلمي، حيث تتيح لنا تحليل خصائص الضوء وفهم تركيب المواد المختلفة. هناك مكونان أساسيان يستخدمان في أجهزة قياس الطيف لتشتيت الضوء إلى الأطوال الموجية المكونة له، وهما المنشور وشبكات الحيود. يعد فهم الاختلافات بين هذه المكونات ومبادئها الطيفية أمرًا بالغ الأهمية لاختيار الجهاز المناسب لتطبيقات محددة.
تم استخدام المنشور في التحليل الطيفي لعدة قرون، ويرجع تاريخه إلى تجارب إسحاق نيوتن مع الضوء. يعمل المنشور على مبدأ الانكسار، حيث يؤدي إلى ثني الضوء أثناء مروره عبر مادة المنشور، عادة الزجاج أو الكوارتز. تعتمد درجة الانحناء على الطول الموجي للضوء، حيث تنحني الأطوال الموجية الأقصر (الأزرق/البنفسجي) أكثر من الأطوال الموجية الأطول (الأحمر).
التشتت : يقوم المنشور بتشتيت الضوء بناءً على معامل انكسار المادة، والذي يتغير باختلاف الطول الموجي.
التشتت غير الخطي : التشتت ليس خطيًا، مما يعني أن أجزاء مختلفة من الطيف منتشرة بشكل غير متساو.
الاعتماد على المواد : يحدد نوع المادة ومعامل انكسارها فعالية المنشور.
البساطة وسهولة الاستخدام.
فعالة لفصل نطاقات واسعة من الأطوال الموجية.
نطاق محدود من الطول الموجي بسبب امتصاص المواد.
التشتت غير الخطي يمكن أن يجعل القياسات الدقيقة صعبة.
تعد حواجز الحيود اختراعًا أكثر حداثة وأصبحت المعيار في العديد من التطبيقات الطيفية. تتكون الشبكة من عدد كبير من الخطوط أو الأخاديد المتوازية المتساوية المسافات، والتي يمكن أن تكون إما ناقلة (يمر الضوء من خلالها) أو انعكاس (ينعكس الضوء).
الحيود : تعمل الشبكات على تشتيت الضوء من خلال الحيود والتداخل، حيث يتسبب كل أخدود في انتشار الضوء والتداخل مع الضوء من الأخاديد الأخرى.
التشتت الخطي : على عكس المنشور، توفر الشبكات تشتتًا خطيًا للأطوال الموجية، مما يسهل تحليل الطيف.
دقة أعلى : يمكن تصميم الشبكات بعدد كبير من الأخاديد لكل ملليمتر، مما يزيد من الدقة.
يساعد التشتت الخطي في التحليل الطيفي الدقيق.
مناسبة لمجموعة واسعة من الأطوال الموجية.
دقة أعلى من المنشور.
أكثر تعقيدا وحساسة مقارنة بالمنشور.
قد يكون إنتاجها بدقة عالية مكلفًا.
تستخدم أجهزة قياس الطيف هذه المكونات لتفريق الضوء إلى طيف وقياس شدة الضوء عند أطوال موجية مختلفة. يتضمن المبدأ الأساسي الخطوات التالية:
مصدر الضوء : مصدر الضوء ينير العينة.
فتحة المدخل : يدخل الضوء إلى المطياف من خلال فتحة ضيقة لتكوين شعاع موازي.
عنصر التشتيت : يتفاعل شعاع الضوء إما مع المنشور أو محزوز الحيود، وينتشر في الأطوال الموجية المكونة له.
الكشف : يتم بعد ذلك الكشف عن الضوء المشتت بواسطة جهاز استشعار، مثل أنبوب المضاعف الضوئي أو CCD، الذي يسجل شدة الضوء عند كل طول موجي.
يعتمد الاختيار بين استخدام المنشور أو صرف حيود في مطياف على المتطلبات المحددة للتحليل:
المنشورات مناسبة للتطبيقات التي تتطلب نظرة عامة واسعة على الطيف وحيث تكون البساطة والمتانة من الأولويات.
تفضل شبكية الحيود لقياسات عالية الدقة وعندما تكون هناك حاجة إلى التشتت الخطي لتحليل التفاصيل الدقيقة في الطيف.
إن فهم الاختلافات بين المنشورات وشبكية الحيود ، إلى جانب مبادئها الطيفية ، أمر ضروري لأي شخص يشارك في التحليل الطيفي. كل منها له مزايا وقيوده ، ويعتمد الاختيار على الاحتياجات المحددة للتطبيق. مع التقدم في التكنولوجيا ، أصبحت حواجز شبكية الحيود أكثر شعبية بسبب تشتتها العالي الدقة والخطية ، مما يجعلها مناسبة للتحليل الطيفي التفصيلي. ومع ذلك ، فإن المنشورات لا تزال تحمل قيمة في بعض التطبيقات بسبب بساطتها وفعاليتها في الانفصال الطيفي الأوسع.
