تنظير الطيف | Spectroscopy

ما هو تنظير الطيف

هو فرع من فروع الفيزياء الذي يُعنى بتفاعل الضوء مع المواد، وبعبارة أخرى هي طريقة تحليلية لتقدير نوعي وكمي باستخدام الضوء الذي يعتبر إشعاع كهرومغناطيسي لديه موجة وتواتر وصفات قابلة للقياس. ويشير التنظير الطيفي إلى عدد كبير من التقنيات المختلفة التي تستخدم الإشعاع للحصول على بيانات حول بنية وخصائص المادة، وباختصار يتناول التنظير الطيفي قياس وتفسير الأطياف التي تنشأ من تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي (وهو شكل من أشكال الطاقة التي يتم نشرها على شكل موجات كهرومغناطيسية) مع المادة، ويهتم بامتصاص أو انبعاث أو تشتت الإشعاع الكهرومغناطيسي بواسطة الذرات أو الجزيئات.

يتميز التنظير الطيفي باستخداماته الواسعة في الحياة اليومية حيث يُستخدم في الكيمياء التحليلية والكيمياء النباتية (كيمياء النبات) والتحليل البيولوجي والرعاية الصحية والطب.

المبادئ الأساسية للتنظير الطيفي

يُعد المبدأ الأساسي المشترك بين جميع التنقنيات المختلفة للتنظير الطيفي هو تسليط حزمة من الإشعاع الكهرومغناطيسي على العينة المرغوبة، ومراقبة كيفية استجابتها لمثل هذا الحافز.

تتمثل الأهداف العامة للتنظير الطيفي في فهم كيفية تفاعل الضوء مع المادة وإمكانية استخدام هذه المعلومات لفهم عينة معينة كمياً، كما ينبغي أيضاً تقدير التنظير الطيفي كمجموعة من الأدوات التي يمكن استخدامها معاً لفهم الأنظمة المختلفة وحل المشكلات الكيميائية المعقدة.

أنواع التنظير الطيفي

• المطياف الفلكي: حيث يتم استخدام الطاقة من الأجسام السماوية لتحليل تركيبها الكيميائي، والكثافة، والضغط، ودرجة الحرارة، والمجالات المغناطيسية، والسرعة ، وغيرها من الخصائص.
• مطياف الامتصاص الذري: ويستخدام الطاقة التي تمتصها العينة لتقييم خصائصها. أحيانا تؤدي الطاقة الممتصة إلى إطلاق الضوء من العينة، والذي يمكن قياسه بتقنية مثل التحليل الطيفي الفلوري.
• مطياف الأشعة تحت الحمراء: يسمى طيف امتصاص الأشعة الحمراء باسم البصمة الجزيئية أحياناً ويستخدم لتحديد أنواع المواد، ويعمل على قياس الاهتزازات بين الروابط الذرية في العينة في ترددات مختلفة عند تعرضها لضوء الأشعة تحت الحمراء.
• مطياف الليزر: يستخدم ضوء الليزر كمصدر للطاقة ويمكن استخدامه لقياس تفاعل الضوء مع جزيئات العينة. ويتميز بالدقة العالية والحساسية.
• مطياف الأشعة فوق البنفسجية: في هذه الطريقة من التنظير الطيفي، تتعرض العينة للأشعة فوق البنفسجية وتتأثر الإلكترونات عند امتصاص الطاقة الضوئية. ويتم قياس خصائص الامتصاص للعينة على أساس إثارة الإلكترونات. ويمكن استخدام هذا النوع من التحليل الطيفي للتحقيق في الترابط الكيميائي لجزيئات العينات.

استخدامات التنظير الطيفي

• يستخدم التنظير الطيفي كأداة لدراسة هياكل الذرات والجزيئات. إن العدد الكبير من الأطوال الموجية المنبعثة من هذه الأنظمة يجعل من الممكن فحص هياكلها بالتفصيل.
• يستخدم التنظير الطيفي كطريقة تحليلية دقيقة لإيجاد المكونات في مادة لها تركيبة كيميائية غير معروفة.
• يستخدم التنظير الطيفي في مجالات طبية عديدة مثل إجراء بعض الفحوصات المخبرية، وعمل بعض الصور الطبية للجسم.