فیزیک اتمی   پاشندگی نور   1 یادآوری نیوتون برای نخستین بار با گذراندن نور خورشید از منشور طیف نور سفید را تشكیل داد . نیوتون نشان داد كه نور سفید آمیزه‌ای از رنگهای مختلف است و طیف نور سفید طیف پیوسته ای است . جدا سازی نورهای به رنگ‌های متفاوت را به وسیله‌ی منشور ، پاشندگی نور  می‌نامیم . علت پاشندگی نور به وسیله‌ی منشور این است كه ضریب شكست منشور برای نورهای به رنگ های مختلف ، متفاوت است . به همین سبب زاویه‌ی شكست وهمین طور زاویه‌ی  انحراف برای نورهای با رنگ مختلف یكسان نیست . در نتیجه نورهای با با رنگ های مختلف هنگام خارج شدن از هم جدا می‌شوند .   & نكته   طول موج نور سفید از بنفش با طول موج 0.4 mm  تا نور قرمز با طول موج  0.7 mm  است .   & نكته    تابش گرمایی كه از سطح جسم های جامد گسیل  می‌شود دارای طیف پیوسته است .   & نكته    وقتی بخار گاز یك عنصر را به طریقی تحریك كنیم تا نور تابش كند و سپس نور گسیلی را با اسپكتروسكوپ ( طیف سنج ) تجزیه كنیم ، مشاهده می‌شود : 1.             طیف نور حاصل از بخار  عنصرها دارای خطهای رنگین جدا از هم است و پیوسته نیست . 2.             طیف نور  حاصل از بخار هر عنصربا عنصر دیگر از لحاظ تعداد خط‌ها و رنگ هر خط فرق دارد . بنابراین طیف نشری یا گسیلی عنصر شناسنامه ی آن عنصر است . طیف اتمی طیف نور گسیل شده از بخار هر عنصر را طیف اتمی آن عنصر می‌نامند . طیف اتمی حاصل از نور گسیل شده از بخار عنصرها را طیف گسیلی ( یا نشری )  آن اتم‌ها می‌نامند طیف جذبی طیف نور سفیدی كه بعضی از خط‌ها ( یا طول‌موج‌های ) آن جذب شده باشد طیف جذبی نامیده می‌شود . اگر نور سفید از داخل بخار عنصرها عبور كند وسپس طیف آن تشكیل شود ،  در طیف آن ، خط‌های تاریك ظاهر می‌شود این خط‌ها ( طول موج‌ها )  توسط اتم‌های بخار عنصر جذب شده اند . & نكته     مطالعه‌ی طیفهای گسیلی و جذبی عنصرهای مختلف نشان میدهد كه : 1.        در هردو طیف ،  طول‌موج‌های معین وجود دارد كه ویژگی همان عنصراست . 2.        هررنگی كه در طیف نشری‌عنصری وجود داشته باشد در طیف جذبی‌اش وجود ندارد . یعنی هر عنصر دقیقاً همان طول‌موج‌هایی را از نور سفید جذب می‌كند كه اگر به اندازه‌ی كافی برانگیخته شود آن‌ها را تابش می‌كند . & نكته     اولین كسی كه متوجه طیف جذبی خورشید شد ، فیزیك‌دان آلمانی  به نام فرانهوفر بود . او از مشاهده‌ی این طیف توانست عناصر موجود در خورشید را شناسایی كند . در طیف پیوسته ی نور خورشید خط‌های تاریك ( سیاه )دیده می‌شود . زیرا در این طیف  طول‌موج‌های  مربوط به عناصر موجود در جو خورشید از نور تابشی خورشید حذف شده است .   & نكته    طیف اتمی هر عنصر خط‌ها و طول‌موج‌های ویژه‌ی خود را دارد و طیف گسیلی و جذبی هر عنصر مانند اثر انگشت افراد می‌تواند برای شناسایی اتم‌ها از یك‌دیگر به‌كار رود .   نارسایی فیزیك كلاسیك در تفسیر طیف نشری و جذبی اتم‌ها 1.        1.  از دیدگاه كلاسیكی  « این كه چرا اتم‌های همه‌ی عنصرها موج ‌الكترومغناطیسی با طول‌موج‌های یكسان گسیل نمی‌كنند و هر عنصر طول‌موج‌های خاص خود دارد . »   قابل توجیه نیست . 2.        در مورد جذب نور هم این دیدگاه توجیه قانع كننده‌ای برای این كه « چرا هر عنصر  تنها طول‌موج‌های خاصی را كه مشخصه‌ی آن عنصر است جذب می كند و بقیه‌ی طول‌موج‌های الكترومغناطیسی را جذب نمی‌كند  » وجود ندارد . & نكته    می‌دانیم هیدرژن ساده ترین اتم ها است . طیف هیدرژن اولین طیف اتمی بود كه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت . دانشمندی به نام آنگستروم توانست طول موج  4 خط طیف هیدرژن را اندازه گیری كند .   رابطه‌ی بالمر :  بالمر با دقت در عددهایی كه آنگستروم انداز‌ه‌گیری كرده بود یك رابطه به صورت زیر كشف و ارائه كرد :   بالمر به ازای n = 3    و n = 4    و n = 5    و n = 6    توانست همان طول‌موج‌ها را به دست آورد. نتیجه : طول‌موج ها نمی‌توانند هر مقداری داشته باشند   رابطه ی ریدبرگ طول‌موج‌های تمامی خط های طیف هیدرژن را می‌توان از رابطه‌ی زیر كه به رابطه‌ی ریدبرگ معروف است به دست آورد :     با قرار دادن n'= 2       رابطه‌ی بالمر به دست می‌آید:       خط‌های مربوط به  n'= 2    و n =  3 , 4 , 5 , ...    را  رشته‌ی بالمر می نامند ( ناحیه‌ی فرا بنفش و مرئی ) با قرار دادن  n'= 1   و n = 2 , 3 , 4 , ...     رشته‌ی لیمان به دست می‌آید . ( ناحیه‌ی فروسرخ ) با قرار دادن  n'= 3   و n = 4 , 5 , 6 , ...    رشته‌ی پاشن  به دست می‌آید . ( ناحیه‌ی فروسرخ ) با قرار دادن  n'= 4   و n = 5 , 6 , 7 , ...    رشته‌ی براكت  به دست می‌آید . ( ناحیه‌ی فروسرخ ) با قرار دادن  n'= 5   و n = 6 , 7 , 8 , ...         رشته‌ی پفوند به دست می‌آید . ( ناحیه‌ی فروسرخ )   " تمرین   سه پدیده‌ی فیزیكی نام ببرید كه فیزیك كلاسیك در توجیه آن ناكام ماند .   تابش گرمایی -  فوتوالكتریك -   طیف‌های اتمی    " تمرین   خطوط فرانهوفر  در طیف نور خورشید معرف  :   كنكور سراسری    64   1.       طیف جذبی پیوسته  است  0 2.       طیف جذبی خطی است 3.       عناصر  نور دهنده ی خورشید است  0 4.       دمای سطح خورشید  است 0   .   گزینه ی « 2  »  نور خورشید به هنگام عبور از لایه های داغ جو  آن در پدیده جذب خطی شركت می كند و تعدادی   از خطوط طیفی كه مربوط به تابش عناصر موجود در جو آن هستند، توسط همان عناصر كه در حالت ملتهب قرار دارند، جذب می شوند.   " تمرین   طیف ناشی از تشعشع  یك قطعه ذغال ملتهب  و سرخ:   سراسری ریاضی      51   1.       پیوسته است . 2.       فقط از پرتو های  مرئی تشكیل شده است . 3.       دارای خطوط ناپیوسته است . 4.       فقط از یك طول موج به رنگ سرخ تشكیل شده است .   . گزینه ی « 1  »   این طیف چون از یك جامد گداخته است ، پیوسته است  وشامل موج های  نامرئی  مانند فرو سرخ هم می باشد .  " تمرین  كدام عبارت زیر صحیح است ؟ سراسری ریاضی     49   اگر طیف تابشی جسمی ناپیوسته باشد طیف جذبی آن هم ناپیوسته خواهد بود . اگر عنصری  طول موج معینی از نور سفید را جذب  كند ‚ نمی تواند آن طول موج  را تابش كند  . اگر دمای بخار سدیم را بالا ببریم  ‚  خطوط زرد طیف  آن ازبین  می رود  . خطوط تاریك طیف خورشید  معرف عناصری  می باشد كه در خورشید وجود ندارد .   گزینه ی «  1  » هر جسم جذب كننده ی خوبی برای بسامد هایی است كه آن ها را گسیل می كند پس گزینه ی (2 ) كه نقیض این حرف است غلط  می باشد . در گزینه ( 3 ) باید دانست كه افزایش دما باعث پررنگ شدن رنگ های طیف  می شود .در گزینه ی ( 4 )  خطوط جذبی در طیف خورشید معرف عناصری است كه در جو آن وجود دارند و طول موج های تابشی خورشید را جذب كرده اند .  " تمرین  طیف نشری پیوسته را از چه طریق  می توان تولید كرد .   شاهد  تجربی    67   1.       از تخلیه الكتریكی در گاز ها  . 2.       فقط از مایعات با دمای بالا  . 3.       فقط از تابش جامدات  در حال التهاب  . 4.       از نور جامدات در حالت  التهاب  .   گزینه­ی «  4  »   گازها كه حالت  اتمی یا مولكولی دارند و پیوند های میان مولكولی آن ها تشكیل نشده است ، در هنگام التهاب قادرند تابش خطی گسیل كتند .  ولی در جامدات و مایعات پیوند های میان مولكول ها قابل بحث است و ساختار باند انرژی امكان تابش پیوسته را فراهم می كند.    " تمرین   اگر در یك اتاق  تاریك دمای  یك قطعه طلا را به تدریج  بالا ببریم  تا شروع به تابش كند  ‚ ابتدا به چه رنگی دیده می شود ؟   سراسری مرحله  دوم   72   1.       زرد 2.       نارنجی 3.       سفید 4.       سرخ     گزینه­ی «  4  »   هنگام بالا بردن دمای یك جسم تابش آن به طرف طول موج های كوتاه تر خواهد رفت  یعنی ابتدا  طول موج های بزرگتر  بیش تر تابش می شوند ورفته رفته تابش ماكزیمم برای طول موج های كوتاه تر خواهد بود  لذا ابتدا به رنگ سرخ دیده می شود كه طول موج آن زرد و نارنجی بیشتر است  ( توجه : خود طلا زرد است ، اما این در اثر بازتاب  نور از سطح آن است و ارتباطی به تابش گرمایی ندارد . )  " تمرین   طیف حاصل از یك لامپ محتو بخار سدیم كه روشن است  :   سراسری  تجربی      63   1.       جذبی پیوسته است . 2.       جذبی خطی  است .  3.       نشری پیوسته است  . 4.       نشری خطی است   گزینه­ی «  4  » گاز ها طیف خطی  گسیل می كنند  " تمرین  در طیف هیدروژن خطوط كدام سری فقط درناحیه ی فرابنفش  قرار دارند     آزاد ریاضی   76   1.       بالمر 2.       پاشن 3.       لیمان 4.       براكت   گزینه­ی «  3  »   با توجه جدول كتاب درسی سری خطوط لیمان فقط در ناحیه ی فرابنفش قرار دارند ، در حالی كه سری بالمر در ناحیه ی فرابنفش و مرئی است  و بقیه در ناحیه ی فرو سرخ هستند  " تمرین   انرژی بلندترین طول موج در سری بالمر چند برابر بلندترین طول موج در سری لیمان  است   1.       4/9 2.       9/4 3.       27/5 4.       5/27     گزینه­ی «  3  »   در سری لیمان گذارهای الكترونی بین 1='   nو بقیه ی تراز هاست. بلندترین طول موج مربوط به گذار بین 2=n  و   1='   nاست. زیرا نزدیك ترین انرژی را به­هم دارند یعنی  E 2 - E 1  مینیمم  است   در سری بالمر گذارهای الكترونی بین 2='   nو بقیه ی تراز هاست. بلندترین طول موج مربوط به گذار بین 3=n  و   2='  nاست. زیرا نزدیك ترین انرژی را به­هم دارند یعنی  E 2 - E 1  مینیمم  است   " تمرین  انرژی كوتاه ترین طول موج در سری بالمر چند برابر انرژی كوتاه ترین طول موج در  سری لیمان است ؟    1.      4 2.      4/1 3.      9/4 4.      4/9   گزینه­ی «  2  »