فایل مورد نظردر قالب pdf  با حجم 115 مگابایت می باشد. دوستان گرامی ارجمند و عزیز در صورت تمایل می توانید این فایل بسیار با ارزش را به صورت مستقیم از سایت بیست میشم تهیه بفرمائید.

 

 

کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی

فصل سوم تا آخر

شامل 263 صفحه

 

 

 

 

 

 

 

 

کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم

 

 

تاریخچه طیف سنجی

طبق کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم تاریخچه تکنولوژی طیف‌سنجی شاید به اولین آزمایش‌هایی برگردد که نیوتن در قرن ۱۷ انجام داد.

تجزیه نور خورشید با یک منشور ساده و مشاهده طیف‌ نور آن، جزو اولین تلاش‌های بشر برای ورود به عرصه طیف‌ سنجی است.

 

کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم

 

 

آینده طیف سنجی

براساس کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم قرن بیستم را به دلیل انقلاب‌هایی که در زمینه الکترونیک در آن رخ داد، به نوعی قرن الکترونیک می‌نامند.

در سال‌ها و دهه‌های ابتدایی قرن بیستم، مبانی نظری المان‌های مهم الکترونیکی مثل لامپ‌های خلا و ترازیستورها چیده شد.

سیستم ‌های الکترونیکی پرکاربرد در دهه‌های میانی توسعه پیدا کردند و در دهه‌های پایانی قرن بیستم ورود پر قدرت سیستم‌های پیچیده و رایانه‌ها به زندگی بشر، صورت و شکل زندگی را به کلی تغییر داد.

اما نکته‌ای که علاقمند هستم در سیر تاریخی پیشرفت این تکنولوژی بیان کنم را با گذاری به سال‌های پیشین آغاز می‌کنم:

شاید برایتان جالب باشد که شرکت سونی که کار خود را ابتدا با ساخت پلوپز برقی شروع کرده بود و با تعمیرات آن کسب درآمد می‌کرد، وقتی می‌خواست در دهه ۵۰ میلادی یک رادیو سبک جیبی بسازد، همه این کار را نشدنی و غیرممکن می‌دانستند.

ماسارو ایبوکا مرد تکنولوژی سونی، شیفته ترانزیستوری شده بود که در آن زمان آزمایشگاه بل به‌تازگی اختراع کرده بود. در آن زمان رادیو چیزی نبود که در جیبتان بگذارید، رادیو قسمتی سنگین از دکور و مبلمان خانه بود!

ایبوکا شرکت سونی را با خون دل خوردن متقاعد ساخت تا حق اختراع ترانزیستور را بخرد و پس از کوششی تحسین برانگیز در سال ۱۹۵۷ اولین رادیو قابل حمل ترانزیستوری را با نام تی‌آر۵۵ ساخت و وارد بازار کرد.

بلافاصله یک‌ونیم میلیون رادیو فروخته شد و سونی جهانی شد.

هدف از این داستان کوتاه بیان این مطلب بود که روزگاری رادیو جیبی در نظر بشر غیر ممکن می‌نمود. اما اکنون یک مفهوم بدیهی است! شاید هزاران گونه از این مثال‌ها را در نقاط دیگری از سیر تکامل علمی و تکنولوژی بشر بتوان پیدا کرد.

اما برگردیم به طیف‌ سنجی! قرن ۲۱ را به واسطه اختراعات شگفت انگیز در زمینه نور، شاید بتوان قرن نور نامید.

اکنون نور سردمدار تکنولوژی‌های بهت‌آور بشر است. اینکه نور و ابزارهای نوری در جیب شما باشند به وقوع پیوسته است.

کافی است به سیستم‌های با کیفیت چندمگاپیکسلی دوربین تلفن همراه خود فکر کنید و آن را با دوربین های اولیه مقایسه کنید.

اما این روند متوقف نشده است و ابزارهای دیگری نیز سودای قرارگرفتن در جیب شما را دارند.از تست‌های پزشکی مثل تست قندخون اپتیکی بگیرید تا سیستم‌های بررسی سلامت میوه و موادغذایی ارزان و قابل حمل.

با این دستگاه به راحتی در موقع خرید می‌توانید، مواد را  طیف‌سنجی کنید و مواد ناسالم و تقلبی را بشناسید و نخرید. به این صورت خانواده‌ای را از نگرانی برهانید!

 

 

 

کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم

 

 

انواع طیف سنجی

باتوجه به کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم اکنون که بیشتر در مورد  طیف‌ سنجی اطلاعات پیدا کردیم و فهمیدیم در کاربردهای صنعتی، علمی و روزمره نقش فراوانی دارد. بیایید در مورد انواع آن نیز اطلاعاتی را داشته باشیم:

اگر بخواهیم همه روش‌های طیف‌ سنجی را برشماریم شاید بیش از ۴۰ نوع روش طیف‌ سنجی وجود داشته باشد که هر کدام برای کاربرد خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اما اگر بخواهیم پرکاربردترین‌ها را دسته‌بندی و معرفی کنیم، باید بگوییم طیف‌ سنجی‌های مولکولی و طیف‌ سنجی‌های اتمی بیشترین کاربرد را دارند.

 طیف‌ سنجی مولکولی به روش هایی اطلاق می‌گردد که در آن موادی که در ساختار خود به شکل مولکولی هستند، وارد اندرکنش شده و مورد بررسی قرار می‌گیرند.

طیف‌ سنجی‌های اتمی نیز با برهمکنش با اتم‌های سازنده مواد، اطلاعات مورد نیاز ما را به دست می‌دهند.

در تمام آزمایش‌های طیف‌ سنجی سه قسمت اصلی وجود دارد:

• عامل تحریک
• نمونه (ماده یا چیزی که قرار است مورد آزمایش قرار بگیرد)
• آشکارساز (قطعه یا سیستمی که اطلاعات را برهمکنش را ثبت می‌کند)

فرض کنید می‌خواهیم میزان محکم بودن یک آجر را تست کنیم.

آزمایش ساده است با یک چکش با قدرت های مختلف روی آن می‌کوبیم و مشاهده می‌کنیم.

در این آزمایش عامل تحریک چکش ماست، نمونه آجر است و آشکارساز چشم ما. در یک آزمایش  طیف‌ سنجی عامل تحریک می‌تواند امواج الکترومغناطیسی، شعله آتش، صوت، ضربه و یا واکنش‌های شیمیایی باشد.

در طیف‌ سنجی‌های مدرن امروزی که روی مولکول‌ها و اتم ها اعمال می‌شود، امواج الکترومغناطیسی بیشترین استفاده را دارند.

در این فرآیند یک موج الکترومغناطیسی به ماده تابیده شده و وارد برهمکنش با ماده می‌شود. یک آشکار ساز این برهمکنش را نظاره می‌کند و در نهایت اطلاعات مورد نظر را به ما می‌دهد.

بسته به اینکه چه اطلاعاتی را مد نظر داریم از قسمت‌های مختلف امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌کنیم.

امواج الکترومغناطیسی آن دسته از امواجی هستند که دارای میدان الکتریکی و مغناطیسی متغیر با زمان هستند که با سرعت نور در فضای خالی منتشر می‌شوند.

در واقع در طیف‌ سنجی ما به دنبال جابجا کردن ماده بین ترازهای انرژی کوانتمی آن هستیم. شاید این تعریف سخت به نظر برسد اما مفهوم آن بسیار ساده است. بگذارید یک مثال بزنیم:

فرض کنید در یک بازی شما باید اشیا درون یک جعبه را حدس بزنید. وقتی درون یک جعبه بسته تعدادی شیء ناشناس وجود داشته باشد و از شما بخواهند بدون باز کردن جعبه در مورد اشیا آن اطلاعاتی بدهید اولین کاری که می‌کنید چیست؟

درست است اولین کار این است که جعبه را تکان می‌دهید تا ببینید چه صدایی از درون آن می‌آید. اگر صدای چند مداد از درون جعبه بیاید اکنون کار آسان شده است.

در طیف‌ سنجی هم کار عامل تحریک همین است، ساختار ماده را تکان می‌دهد (البته در مقایس بسیار ریز کوانتومی) و در مقیاس کوانتومی ترازهای انرژی ماده با ورود عامل تحریک مشخص می‌کنند که سیستم به چه قسمت هایی برود.

(یا اصطلاحا به کدام ترازها برود)

ترازهای کوانتمی در واقع مکان‌های مجاز انرژی هستند که سیستم می‌تواند بین آن ها جا به جا شود. این تراز‌ها با محاسبات کوانتمی (حل معادله شرودینگر) بدست می‌آیند.

وقتی موج الکترومغناطیسی به ماده برخورد کند، سیستم  از تراز پایه به ترازهای برانگیخته جا به جا‌ می‌شود. سپس چیزی در حدود چند فمتوثانیه (ترازهای ارتعاشی) تا چند نانوثانیه (ترازهای الکترونی) در ترازبالا استراحت می‌کند. سپس با پس دادن انرژی به تراز پایه برمی‌گردد. اگر فرآیند فسفرسانس باشد ممکن است تا چند ساعت هم در ترازهای بالا استراحت کند و سپس برگردد!

بنابراین تا اینجا فهمیدیم امواج الکترومغناطیسی سیستم را بین ترازها جا به جا می‌کند و ماده با جا بجا شدن و پس دادن انرژی به ما کمک می‌کند تا اطلاعاتی را در مورد آن به دست آوریم.

اما در ماده تعداد بسیار زیادی تراز در دسته بندی‌های متنوعی وجود دارند. حالا باید کدام را تحریک کرد؟ جواب در میزان انرژی لازم برای تحریک است. مهم‌ترین قسمت در یک آزمایش طیف‌ سنجی، انتخاب انرژی عامل تحریک است (در طیف‌سنجی عامل تحریک را منبع یا Source می‌گویند). انتخاب منبع بستگی دارد که بخواهیم ماده بین کدام ترازها در ماده جا به جا شود؟

به عنوان مثال هنگامی که بخواهیم از امواج الکترومغناطیسی برای تحریک ماده استفاده کنیم با استفاده از شکل زیر با توجه به ترازهای ماده، ناحیه مورد نظر برای تحریک را انتخاب می‌کنیم.

 

 

کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم

 

 

طیف سنجی Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

در این طیف سنجی، نمونه در یک میدان مغناطیسی قوی قرار گرفته و سپس یک میدان الکترومغناطیسی سینوسی عموما با فرکانس نزدیک به امواج رادیویی به آن تابانده ‌می‌شود و باعث می‌شود تا اسپین در ساختار هسته دچار تغییر شود.

تغییرات تراز‌های اسپنی هسته به نسبت سایر طیف سنجی‌ها بسیار انرژی کمی مصرف می‌کند.

جابجایی بین این ترازها انرژی کمی از امواج رادیویی را نیاز دارد که عموما در  ناحیه امواج رادیویی (MHz) قرار می‌گیرد.

 

 

کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم

 

 

روش Electron Spin Resonance (ESR)

در کتاب طیف سنجی پاویا نسخه فارسی | 20 میشم میخوانیم که روش رزونانس یا تشدید اسپین الکترون (ESR)، که اغلب آن را تشدید مغناطیسی الکترون (EPR) می‌نامند، مکانیزمی مشابه تکنیک رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) دارد.

تفاوت اساسی در این است که ESR مربوط به جدایی ترازها در میدان مغناطیسی برای حالت اسپین الکترون‌هاست، در حالی که در روش NMR جدایی تراز‌های اسپین هسته‌ای مد نظر است.

در هر دو روش ESR و NMR، نمونه در یک میدان مغناطیسی استاتیک قوی غوطه‌ور شده و در معرض یک میدان الکترومغناطیسی فرکانس بالا با دامنه کم و به طور متعامد قرار می‌گیرد.

ESR معمولاً به تابش فرکانس مایکروویو (گیگاهرتز) نیاز دارد، در حالی که NMR در فرکانس‌های رادیویی پایین‌تر (مگاهرتز) مشاهده می‌شود.

در روش ESR، انرژی هنگامی جذب نمونه می‌شود که فرکانس تابش با اختلاف انرژی بین دو حالت اسپینی الکترون موجود در نمونه متناسب باشد.

علاوه بر این قواعد گذار نیز باید رعایت شوند و گذار بین هر دو تراز دلخواه مجاز نیست.

تفکیک خطوط فقط زمانی می‌تواند اتفاق بیفتد که الکترون در وضعیتی با تکانه زاویه‌ای غیر صفر باشد.

یعنی الکترون‌ها در اتم‌های دارای لایه‌های اتمی بسته نمی‌توانند این رفتار را نشان دهند. اصطلاح ESR به طور خاص به حالتی اطلاق می شود که اسپین الکترون‌های جذب کننده تابش، تنها با یکدیگر در برهمکنش ضعیف (“ضعیف کوپل شده”) هستند.

در روش NMR نیز میدان مغناطیسی استاتیک حالت کوانتومی هسته ای را که دارای اسپین هسته ای غیر صفر است، را تفکیک می کند.

 

 

IRT 10,000 – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد