Spektrum ve Spektrografi
- Beyaz bir ışığın geçtiği cam bir prizma arkasına yerleştirilmiş bir ekran üzerinde, gök kuşağının kırmızıdan menekşeye değişen renkleri net olarak görülür. Bu görünen ışık tayfıdır. Newton tarafından açıklanmıştır. Güneşin veya bir elektrik lambasının ürettiği beyaz ışık, boylarındaki ışımaların üst üste gelmesinden oluşur. Kullanılan dalga boyu ölçeği Angström’dür. 1 A°=10-7 mm. Kırmızı ışığın dalga boyu 7600 A°, mor ışığınki ise 3800 A°‘dür.
- Spektral analizin amacı tayfın bir ışıklı kaynak tarafından yayınlanan bir mesaj türü olduğunu göstermektedir. Bütün cisimler aynı spektruma sahip değildirler. Yani yayınladıkları ışımaların özellikleri atom yapılarını belirler. Söz gelişi, yıldızlardan gelen veya gezegenlerin yansıttığı ışığın analizi bunların atmosferik bileşimlerini belirlemeye yarar.
- Üç tür spektrum ayrıştırılır. Bunlardan birincisi kesiksiz spektrumdur ve akkor katılar (söz gelimi bir ampul (flamanı) tarafından yayınlananıdır. İkinci olarak da çizgi spektrumlaro mesela sodyum alevininki) elde edilebilir. Bunlar sürekli bir tayf üzerinde birbirinden net olarak aynlmış, az veya çok yoğun, çizgiler şeklinde elde edilirler vebu çizgilerin kaynağı verici madde atomları tarafından oluşturulur. Son olarak da bant spektrumlan söz konusudur. Burada ışıklı çizgiler bantlar şeklinde gruplanır ve bu bantlar içinde ışıklı çizgiler sürekli bir tayf oluştururcasına birbirine yakındırlar. Bu tür spektrumlar moleküller tarafından oluşturulurlar.
- Spektral analiz başta hidrojen olmak üzere bazı atom yapılarının keşfedilmesini sağlamıştır. Hidrojen bütün atomların en basit olanıdır, bir çekirdek ve bir elektrondan oluşur Hidrojen tarafından yayılan ışık bir prizma spektroskopu yardımıyla analiz edildiğinde, beyaz ışığın tayfına benzer şekilde, çok daha yoğun çizgilerin net olarak ayrıştığı gözlenir. Bunların dalga boylan çok hassas olarak belirlenmiş ve otuz kadan karakterize edilebilmiştir.
- Bu spektrumu algılayabilmek için ilk etap bu çizgilerin spektral dağılımını kapsayan ampirik formülün keşfedilmesi ve verici atomların yapısından sonuç alınmasıdır.
- Bu, çalışma 1855 yılında Balmer tarafından gerçekleştirilmiştir. Atomik hidrojen tayfının görünür çizgiler bütününe “Balmer Serisi” adı verilmiştir.
- Daha sonra da hidrojen spektrumunun görünmez bölgede gözlemleri yapılmıştır (enfraruj alanda Pashen serisi, ultraviyole alanda Lymann serisi, Ritz kombinasyon prensibi).
- Spektroskopinin verileri, Bohr ve Sommerfield‘e ilk atom modelini oluşturma imkanını sağlamıştır. Bu model, bir mini güneş sistemine benzetilebilir. Merkezde pozitif yüklü bir çekirdek güneş ve bu çekirdek eliptik veya dairesel yörüngeler üzerinde negatif yüklü elektronlan gezegenler tutmaktadır. Elementlere göre değişik sayılarda olabilen bu elektronlar farklı enerji seviyelerinde veya farklı tabakalarda dağılmış hâlde bulunurlar. Elektron bir üst enerji düzeyinden daha düşük bir düzeye geçtiğinde ışık emisyonu (yayılım) ters fenomen durumunda ise ışık absorbsiyonu söz konusudur. Bu teoride, enerji seviyeleri değişimi ‘kuantum sayılar’ adı verilen parametre değerleri ile belirlenir. 1920 ve 1930 yılları arasında Dirac ve Jordan‘ın kuantum mekaniği, Schrödinger ve Louis de Broglie‘nin dalga mekaniği ve Heisenberg mekaniği ortaya çıkmıştır.
- Fotoğraf makinalannın içinde bulunanlara analog olarak, bir fotoğraf plağı üzerine gelen ışığın spektrumu kaydedilebilir. Bu ‘spektrografi’nin temel prensibidir.
- Işık ufak bir yarıktan geçer, sonra bir mercek (kolinatör: atış için nisan alma apareyi) sayesinde flint (yüksek oranda kurşun içeren cam) bir prizma üzerine paralel bir demet halinde gelir. Prizmanın çıkışında ışık bir başka merceği (objektif) kateder ve bir fotoğraf plağı üzerinde etki bırakır. Bu şekilde, ölçülendirilmiş spektrum serisine benzer bir tayf elde edilir. Bu tür aletlerle Angström’ün yirmide, otuzda biri dalga boylan ölçülebilir (1 A°=10-7 mm).
- Cam, ultraviyole radyasyonları absorblar. Spektrumların bu bölümünün incelenmesi için cam yerine kuartz’ın kullanıldığı spektrograflar imal edilir .Kuartz kullanılmasının sebebi kuartzm 2000-4000 A° arası dalga boylarındaki radyasyonlara karşı saydam olmasındandır. Uzak enfraruj ışıma için, fotoğraf plakları yerine üzerine is karası (bolometre) sürülmüş platin kordela kullanılır veya günümüzde fotoğraf plağı yerine termokulplar (termoçiftler)dan yararlanılır.
- Monokromatik olmayan bir ışığın spektral analizi düz veya küresel bir örgü ile de hesaplanabilir. Düz örgü, eşit uzaklıktan çok ince,çok sayıda izden oluşur. Bu izler bir cam plak üzerine elmas ile çizilir. 19. yüzyılda Fraunhofer ilk düzlemsel örgüyü paralel iki mikrometrik vida üzerine sanlr metalik teller sayesinde gerçekleştirmiştir. Birbirini takip eden iki tel arasındaki uzaklık vida adımına eşittir. Michelson ise, örgü performanslarını elmasla çizim ile geliştirmiştir, milimetrede 500 çizgi elde etmiştir. Bir örgü spektrografının şeması prizma spektrografınkinin aynısıdır. Buna rağmen analiz edilen ışımanın bir tek görüntüsünün elde edilmesi yerine, karanlık aralıklarla ayrılmış,ağın çizgilerine paralel spektrum serileri gözlenir.
- X ışınlan ışık ile aynı tabiatlıdır. Aynca elektromanyetik ışınımlar da söz konusudur. Fakat dalga boylan ışığınkinden çok daha azdır. Atomlar X ışınlan tayfı da yayınlayabilirler. Bu şekilde atomların ayırt edilmeleri sağlanmış olur. Bu spektrumu incelemek için mikro örgülere başvurulur. Kristalleri oluşturan elementer motiflerin bünyesinde düzenli olarak dağılmış atomlar bu mikro örgüleri oluştururlar. Atom şekilleri etrafında yerelleşmiş aynı merkezli tayflar elde edilir.
- Elektromanyetik kompleks bir ışının dalga terimleri olarak ifade edilebilir. Bu ışının belli dalga boylarındaki monokromatik ışımaların üst üste gelmelerinden oluşmuştur. Diğer bir deyişle kompleks bir ışıma, kendi enerjisi olan birçok fotonunun oluşturduğu bir demettir. Spektrografik analiz, bu ışımayı oluşturan fotoların enerji seviyelerine göre seçilmesinden ibarettir. Radyoaktif bir çekirdek de tanecikler yayınlayabilir. Bu tanecikler enerji seviyelerine göre aynştınldıklannda verici izotopun karakteristik bir spektrumunu oluştururlar.
- Akustikte bir sesin spektral analizi (ses mekanik bir titreşimdir) sesin armonilerine veya farklı bileşenlerine ayrıştırılması demektir.
Şu Sayfamız Çok Beğenildi
2014 KPSS Güncel Bilgiler
Yorumlar
Henüz yorum yapılmamış.