ما هو مطياف؟

مقياس الطيف هو أداة شائعة يستخدمها العديد من العلماء لتحديد المعلومات حول كائن أو مادة من خلال تحليل خصائص الضوء الخاصة به. يمكن استخدام التراكيب غير المعروفة المقسمة إلى عناصر أساسية أو الأضواء المنبعثة من المجرات البعيدة لتحديد المعلومات حول الأجسام الفضائية ، بما في ذلك حجمها وسرعتها.

لمقاييس الطيف مجموعة متنوعة من الاستخدامات في صناعة العلوم خاصة في علم الفلك والكيمياء. تحتوي جميع أجهزة قياس الطيف على ثلاثة أجزاء أساسية - فهي تنتج طيفًا وتشتيت الطيف وتقيس شدة الخطوط الناتجة من الطيف. تنتج كل مادة وعنصر ترددات ضوئية وأنماط مختلفة تشبه إلى حد ما بصمات أصابعهم. باستخدام هذا المبدأ ، يمكن للعلماء تحليل المواد والمواد غير المعروفة باستخدام مقياس الطيف ثم مقارنة النتائج بالأنماط المعروفة لتحديد تكوين موضوع الاختبار.

يعود جذر مقياس الطيف إلى 300 قبل الميلاد عندما بدأ إقليدس العمل مع المرايا الكروية. في أواخر القرن السابع عشر ، صاغ إسحاق نيوتن طيف الكلمات لوصف نطاق الألوان الناتج عن تشتت الضوء عبر منشور. استمر التحليل والدراسة الإضافية لنظرية الألوان بشكل تدريجي وفي أوائل القرن التاسع عشر ، بدأ ظهور أول مقاييس الطيف من قبل علماء مختلفين. استخدمت أول مقاييس الطيف شقًا صغيرًا وعدسة تمرر الضوء عبر منشور لكسر الضوء إلى طيف مسقط من خلال أنبوب لتحليله. عملت التطورات التكنولوجية على تحسين هذه الأداة باستمرار مع أحدث التطورات التي أصبحت تعتمد على الكمبيوتر بشكل أكبر.

من السهل جدًا إعداد واستخدام أجهزة قياس الطيف. بشكل عام ، يتم تشغيل مقياس الطيف ويسمح له بالتسخين تمامًا قبل الاستخدام. يتم تحميله بمادة معروفة ويتم معايرته بطول موجة مماثل لمادة معروفة. بمجرد معايرة الجهاز ، يتم تحميل عينة الاختبار في الجهاز وتحديد طيف للعينة. يتم تحليل الأطوال الموجية ومقارنتها بقراءات مختلفة معروفة لتحديد تركيبة المادة الجديدة. يمكن إجراء هذه العملية بالمثل دون تحميل مادة فعلية في مطياف ولكن بدلاً من ذلك يسمح فقط للضوء بالمرور عبر الجهاز للقراءات. غالبًا ما يستخدم علماء الفلك هذه الطريقة باستخدام الضوء من الفضاء السحيق.

لتحديد طيف المواد بدقة ، يجب تعريض الشكل الغازي للمادة للضوء وإنشاء طيف. لذلك ، عندما يتم تحميل العينات في أجهزة قياس الطيف ، فإن درجة الحرارة العالية للآلة تبخر العينة الصغيرة وينكسر الضوء وفقًا لتكوين المادة التي يتم اختبارها. في حالة استخدام مقياس الطيف للأغراض الفلكية ، يتم تحليل الأطوال الموجية والترددات الواردة من الفضاء بطريقة مماثلة لتحديد تكوين المادة السماوية.

يمكن للعلماء استخدام مقياس الطيف لتحديد تكوين أي اكتشافات جديدة يقومون بها سواء على الأرض أو في المجرات البعيدة. على سبيل المثال ، يمكن تحليل مادة مركبة معقدة وتحديد المكونات الأولية المختلفة. أيضًا ، يزداد استخدام مقياس الطيف في المجال الطبي بشعبية كبيرة حيث يمكن استخدامه لتحديده الملوثات أو مستويات المواد المختلفة في مجرى الدم للكشف عن الأمراض المحتملة أو غير المرغوب فيها السموم.