الامتصاص

امتصاص

Absorption (physics) - Absorption(physique)

الامتصاص

محمد درغام زيدان

الامتصاص Absorption هو نقصان شدة إشعاع كهرطيسي عندما يمر في مادة ما، والتي قد تكون في حالتها الذرية أو الجزيئية الغازية أو السائلة أو الصلبة؛ إذ يتناقص قسم من هذا الإشعاع - وبطول موجة محدد أو تردد( تواتر υ) بشدة عندما يوافق ذلك فرق الطاقة بين مستويين للذرات (في الحالة الغازية) فتمتصه تلك الذرات. وتُؤدي طاقة الإشعاع الكهرطيسي (طاقة الفوتون ) المُمتصة إلى إثارة إلكترونات الذرات الموجودة في سوية الطاقة المنخفضة (الأساسية) إلى سوية الطاقة الأعلى (السوية المثارة) (الشكل 1). ويجري الامتصاص في الجزيئات أيضاً وفق مخطط مستويات الطاقة لها ؛كما يحدث في الأجسام الصلبة لكنه يستعاض عن مخطط مستويات الطاقة بمخطط عصابات الطاقة فتقوم فجوة الطاقة في المواد نصف الناقلة بتعيين الامتصاص الأعظمي .

الشكل (1)

تثار الانتقالات الإلكترونية في الذرات باستعمال منبع إثارة يصدر أمواجاً أطوالها واقعة في مجال الضوء المرئي أو ما فوق البنفسجي ليوافق الفروق بين مستويات الطاقة، في حين تثار الانتقالات الاهتزازية في الجزيئات باستعمال الأطوال الموجية الواقعة في منطقة الأشعة تحت الحمراء، وأيضاً تثار الانتقالات الدورانية باستخدام الأمواج المكروية. يتعلق مقدار الإشعاع الممتص بتركيز الذرات C في المادة و طول المسار الضوئي في العينة .

لهذا تعدّ مطيافية فوق البنفسجية والمرئية UV and visible spectroscopy أحد أنواع التقانات الطيفية التي تعتمد على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية أو المرئية، ولقد سميت بهذا الاسم لأن امتصاص الأشعة في هاتين المنطقتين يؤدي إلى إثارة الإلكترونات في الذرة أو الجزيء الذي يمتص تلك الأشعة .أما النوع الثاني فهو مطيافية الأشعة تحت الحمراء التي تعتمد على المبدأ نفسه ولكنها تحتاج إلى عناية أكبر لتوليد الأشعة وكشفها؛ إذ يؤدي امتصاص الأشعة تحت الحمراء إلى إثارة الانتقالات الاهتزازية في الجزيئات بصورة رئيسية. والمفهوم نفسه ينطبق على مطيافية الأمواج المكروية؛ حيث تحدث إثارة الانتقالات الدورانية في الجزيئات.

يتألف مطياف الأشعة الكهرطيسية من عدة أجزاء رئيسية: منبع ضوئي مثل مصباح التنغستين في حالة الأشعة الكهرطيسية فوق البنفسجية والمرئية الذي يصدر موجات أطوالها تقع بين( nm300-2500) نانومتر ، وحامل العينة الذي توضع فيه العينة؛ وموحّد طول الموجةmonochromometer مثل شبكة انعراج لفصل الأطوال الموجية وكاشف ضوئي مناسب.

في أثناء دراسة الامتصاصية لعينة في مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية يكون طيف الامتصاص الإلكتروني لمركب ما ممثلاً بمنحنى يوضح تغير شدة الامتصاص (الامتصاصية) مع تغير طول موجة الأشعة المارة في المركَّب الخاضع للدراسة. والمهم في الأمر معرفة طول الموجة الذي يكون عنده شدة الامتصاص أكبر ما يمكن، ويرمز إليها بالرمز؛ وكذلك معرفة معامل الامتصاص المولي (ε) molar absorption coefficient عند هذه الموجة ( الشكل 2).

الشكل (2)

توصف العلاقة بين الامتصاص و تركيز العينة في المحلول بقانون بير- لامبرت Beer-Lambert law الذي يفيد في حساب تركيز الذرات في العينة المدروسة (العلاقة1):

حيث:Io شدة الإشعاع الكهرطيسي الوارد، و I شدة الاشعاع الكهرطيسي النافذ، و c (M) تركيز العينة بالمولات، و الامتصاصية المولية، و طول المسار الضوئي في العينة (الشكل 3).

تدعى النسبة T = I/I₀ بالنفاذية، أما الامتصاصية فتساوي:

يمكن القول إن النفاذية والامتصاصية تعتمدان على تركيز الذرات في العينة (c) والامتصاصية المولية () وطول المسار الضوئي في العينة () من أجل طول موجة محدد (الشكل 3).

الشكل (3)

يفيد قياس امتصاص الإشعاع الكهرطيسي على المستوى الذري والجزيئي في الأرصاد الجوية وعلم المناخ؛ إذ يعتمد ارتفاع درجة حرارة الأرض في جزء كبير منه على امتصاص الإشعاع من الغازات في الغلاف الجوي، وهذا يدعى ظاهرة الاحتباس الحراري. كما يفيد في:

- الطب: فيعين امتصاص الأشعة السينية بدرجات متفاوتة من أنسجة مختلفة (عظم على وجه الخصوص) أشكال مكوِّنات الجسم وما يطرأ عليها؛ الذي هو الأساس في استخدام الأشعة السينية والتصوير.

- التحليل الكيميائي وعلوم المواد: حيث جزيئات المواد المختلفة سوف تمتص الإشعاع بدرجات مختلفة وبترددات مختلفة، الذي يسمح بتحديد الهوية المادية.

- البصريات والنظارات الشمسية، والأصباغ، وغيرها من هذه المواد الملونة التي تمتص الضوء عند أطوال موجية محددة.

التصنيف : الضوء والأطياف

النوع : الضوء والأطياف

المجلد: المجلد الثالث

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية