المناهج

ما هو الوهج المستنقعي

يعرف الكثير منا أن الضوء عندما يمر في المنشور تحدث ظاهرة الانكسار ؛ لتظهر ألوان كثيرة تسمى ألوان الطيف ، وهي نفسها ألوان قوس القزح ،

وهذه الطريقة قديمة استخدمها العلماء من أجل تحليل الضوء المرئي وعرفت بعد ذلك باسم التحليل الطيفي (Spectroscopy) ،

اتخذت طرق وأشكال متعددة خلال السنوات القادمة، مما يتيح لنا أن نتعرف على الإشعاعات غير المرئية كالأشعة تحت الحمراء، وفوق البنفسجية ، وفي هذا المقال سنذكر معنى الوهج المستنقعي وما علاقته بالتحليل الطيفي .

الوهج المستنقعي

هو عبارة عن ضوء طيفي يميل للزرقة، يرى في بعض الأحيان فوق المستنقعات والمقابر ، ويقول العلماء أنه ينتج عن الاحتراق الطبيعي لغاز الميثان الناتج عن النباتات المتحللة ، ويسمى أيضا وهج المستنقعات بمصباح القناع البشري و نار الثعلب ، و إغنيس فاتوس ، وهو اسم لاتيني يعني (النار الحمقاء) .

غالبا ما يبدو الوهج المستنقعي وكأنه يبعد أو يختفي أثناء الاقتراب منه ، وكان يقال في السابق بأنه روح تستمتع بتضليل المسافرين ، فالناس الذين كانوا يمشون وراء ذلك الضوء ، فإنهم كانوا يجدوا أنفسهم ضالين في مستنقع بلا أمل في أن يخرجوا منه ، وكان البطل في الكثير من الأساطير الإنجليزية،  يقلب إزاره لإنهاء قوة الوهج المستنقعي بطريقة سحرية ، وتقول بعض المعتقدات المتوارثة الأخرى عن الوهج المستنقعي بأنه روح أحد الأموات .

معنى الوهج

هى عبارة عن اسم عربي معناه السطوع أو شدة الإشتعال ، فعندما نقول وهجت الشمس أي سطعت الشمس، ووهج النار أي اشتعلت ، وقد ذكرت كلمة وهج في القرآن الكريم في قول الله تعالى “وجعلنا سراجا وهاجا”، وتتصف شخصية صاحبه اسم وهج بالتفاؤل ، كما أنها أيضا تحت مساعدة الناس وتفعل الخير ، كما أنها تفضل الانضمام إلى فريق عمل لتحقيق الكثير من النجاح .

التحليل الطيفي للوهج المستنقعي

يقال مصطلح التحليل الطيفي على دراسة امتصاص مادة معينة للضوء وجميع أنواع الإشعاعات وانبعاثها منها ، والعلاقة بينها وبين الأطوال الموجية ، كما تضم دراسة التفاعلات بين الجزيئات مثل الإلكترونات و البروتونات والأيونات  بالإضافة إلى تفاعلاتها مع بقية الجزيئات كبرهان على طاقة التصادم الخاصة بها .

يعتبر التحليل الطيفي عامل ضروري لتطوير الكثير من النظريات الفيزيائية ، مثل ميكانيكا الكم ، والنظريات النسبية الخاصة والعامة ونظرية كهروديناميكا الكم ، فعند تطبيق التحليل الطيفي على التصادمات ذات الطاقة العالية في الجهد ، تمكنا من الحصول على أداة ضرورية تستخدم لتطوير مستوى الفهم العلمي بما يخص القوة الكهرومغناطيسية والقوى النووية الضعيفة والقوية .

تحليل الطيف هو تحليل للضوء المنبعث أو المنعكس عن أية مادة بواسطة جهاز معين يسمى (المطياف) ، ولكل مادة طيفها المتميز الخاص بها وهذا الطيف لا يتطابق مع أى مادة أخرى ، ونستطيع التعرف عليها من خلال الخطوط السوداء التي تظهر في أماكن محدودة من جهاز قياس الطيف ، والطيف ينشأ من خلال مرور الضوء في منشور زجاجي ، وقوانين تحليل الطيف التي تعرف على وجه العموم باسم قوانين كيرشوف ، تقسم الطيف المنبعث أو الناتج إلى :-

  1. المواد الصلبة أو الغازات الكثيفة: تنتج أثناء تسخينها طيف مستمر .
  2. الغازات منخفضة السمك أو الكثافة: تنتج أثناء تسخينها طيف منبعث .
  3. مصدر الطيف المستمر يظهر عن طريق غاز بارد منخفض الكثافة ينتج خط من الطيف الممتص .

استخدامات التحليل الطيفي و الوهج المستنقعي

يستخدم في الكيمياء الفيزيائية والتحليلية ليتعرف أو ليكشف عن وجود المواد المختلفة المتنوعة في عينة معينة ، من خلال تحليل الاطياف المنبعثة أو الممتصة بواسطة هذه المواد ، في علم الفلك أو الاستشعار عن بعد (Remote sensing) ، معظم التلسكوبات الكبيرة تعمل على حمل الأجهزة الخاصة بمقاييس التحليل الطيفي التي تستعمل لقياس التراكيب الكيميائية ، وأيضآ الخواص الفيزيائية الخاصة بالأجسام الفلكية أو من أجل قياس السرعة من تأثير دوبلر على خطوطها الطيفية.

يستخدم التحليل الطيفي كوسيلة لدراسة بنية الذرات والجزيئات ، حيث يساعد العدد الهائل من الأطوال الموجية المنبعثة منها على اكتشاف جميع التراكيب للمواد بشكل مرتب ودقيق ، مثل توزيع الإلكترونات في الحالة الطبيعية أو أثناء إثارة تلك الجزيئات ، ويعتبر استخدام التحليل الطيفي طريقة أكثر دقة من أجل اكتشاف تركيبة المواد التي تتميز ببنيتها الكيميائية الغير معروفة .

التحليل الطيفي و الوهج المستنقعي

أثناء إجراء عملية التحليل الطيفي ظهر وجود نوعين من الأطياف الضوئية وهما :-

  • الطيف المستمر .
  • و الطيف المنفصل .

الطيف المستمر

يتبين الطيف المستمر عندما تطرد الغازات الكثيفة ، والأجسام الصلبة حرارتها بعيد من خلال إرسال الضوء تبعا لمجال واسع من الأطوال الموجية ؛ ولهذا السبب يظهر الطيف الظاهر عن طريق هذه العملية مثلما يكون مستمرا ينتقل بسهولة .

ومثالا على ذلك الطيف المستمر النجوم ؛ حيث أنها ترسل الضوء في طيف مستمر وبشكل دائم ومستمر .

ومثال آخر مثل المصابيح المتوهجة والفرن الكهربائي وكذلك الجمر ، وكذلك الإنسان يبعث طيف مستمر تكون الموجات فيه غير مرئية؛ لأن أطوالها الموجية تكون تابعة للأطوال الموجية للأشعة الحمراء .

الأطياف المنفصلة

أثناء الدراسة الفيزيائية للذرات وجد العلماء أن الأطياف المنفصلة ، تنقسم إلى نوعين هما :-

النوع الأول أطياف الامتصاص

أثناء تحليل ضوء الشمس سوف نجد ظهور خطوط سوداء داكنة اللون تنتج عن القدرة غلاف الشمس على امتصاص الضوء داخل أطوال موجية محدد ة؛ ونتيجة لهذا القلة من كثافة الضوء وظهور اللون الداكن عند تلك الأطوال الموجية ، ومن خلال الاعتماد على قدرة الذرات والجزيئات في الغاز على امتصاص أطوال موجية للضوء ، استطاع العلماء أن يحددوا العناصر المكونة للغلاف الشمسي ؛ ولهذا نحن نرى أن طيف الامتصاص في أماكن الفضاء يكون فيها الغاز منخفض الحرارة بيننا وبين مصدر الضوء مثل النجوم والكواكب .

النوع الثاني أطياف الانبعاث

هذا النوع من الطيف المتصل يتكون عندما يخرج من الذرات والجزيئات الموجودة في الغاز ضوء إضافي من ضمن الأطوال الموجية المحددة ؛ مما يعمل على تشكيل خطوط ساطعة تظهر ضمن الطيف ، وكما يحدث في طيف الامتصاص يخرج من كل عنصر خطوط متنوعة عن باقي الخطوط الأخرى للعناصر ، ولذلك تعتبر المذنبات و السديم وبعض أنواع النجوم مثال على طيف الانبعاث .

الأشعة السينية و الوهج المستنقعي

يُستخدم التحليل الطيفي بالأشعة السينية في الكثير من مجالات العلوم والتكنولوجيا ، وأيضا علم الآثار والفلك والهندسة والصحة ، تمكن علماء الأنثروبولوجيا وعلماء الآثار من اكتشاف معلومات لم تكن معروفة عن القطع الأثرية القديمة ، واستطاعوا أن يجدون تلك المعلومات من خلال تحليل هذه القطع الأثرية بواسطة استخدام مطيافية الأشعة السينية .

كما يساعد التحليل الطيفي بالأشعة السينية أيضآ علماء الفيزياء الفلكية في تعليم الكثير عن طرق وكيفية عمل الأجسام في الفضاء على سبيل المثال ، يخطط باحثون من جامعة واشنطن في سانت لويس مراقبة الأشعة السينية التي تنبعث من الأجسام الكونية ، كالثقوب السوداء، لمعرفة العديد عن خصائص تركيبها .

طرق تحليل الوهج المستنقعي

يوجد هناك طريقتين رئيسيتين للتحليل الطيفي بالأشعة السينية :

  1. مطياف الأشعة السينية مشتتة الطول الموجي يقيس هذا النوع الأشعة السينية صاحبة الطول الموجي الذي ينحرف بواسطة بلورة .
  2. التحليل الطيفي بالأشعة السينية المشتتة للطاقة يقيس هذا النوع الإشعاع السيني المنبعث من أجهزة الإلكترونيات المحفزة من خلال مصدر عالي الطاقة للجزيئات المشحونة .

في هذان النوعان يتم التعرف على كيفية انتشار الإشعاع إلى البنية الذرية للمادة ، وبالتالي العناصر داخل الجسم الذي يتم تحليله .

السابق
ما هي البقع الشمسية
التالي
ما هي كرات المنجنيز