مقالة
ما مقياس الطيف الضوئي (spectrophotometer)؟
المطياف الضوئي (Spectrophotometer) أو المطياف جهاز يقيس شدة الضوء بوصفها دالة في الطول الموجي، ويعتمد على طريقة تحليلية تمتص فيها مادةٌ ما الإشعاعَ الكهرومغناطيسي في النطاقين المرئي وفوق البنفسجي، وتُحدَّد كمية المادة من شدة امتصاصها. يسلّط المصدر ضوءًا أبيض على عينة غازية أو صلبة أو سائلة، ويكون العنصر المشتّت منشورًا أو محزوزًا. وفي هذه الطريقة يُحدَّد تركيز المادة من كمية الضوء الممتص. وبهذا الجهاز يمكنك قياس عينات بالغة الصغر، كما يُستخدم لدراسة جزيئات مثل DNA وRNA. الأجزاء الأربعة الرئيسية للمطياف الضوئي هي مصدر الضوء والعينة وكاشف CCD أو CMOS الخطي والمفسّر.
تصمّم رسا أنديشان موج برداز وتصنع كواشف خطية متنوعة من نوعي CCD وCMOS تُستخدم في المطيافات الضوئية، باستخدام كواشف من Sony وToshiba وHamamatsu.
القياس الطيفي الضوئي طريقة لقياس كمية الضوء التي تمتصها مادة كيميائية عند مرور حزمة ضوئية عبر محلول العينة. والفكرة الأساسية أن كل مركّب يمتص الضوء أو يشتّته في نطاق معين من الأطوال الموجية، لذا يمكن استخدام هذا القياس لتحديد كمية مادة معروفة. ويُعد القياس الطيفي الضوئي من أنفع طرق التحليل في مجالات مثل الكيمياء والفيزياء والكيمياء الحيوية وهندسة المواد والهندسة الكيميائية والتطبيقات الكيميائية. يقيس المطياف الضوئي عدد الفوتونات (شدة الضوء) الممتصة بعد مرور الضوء عبر محلول العينة، ومن خلال قياس شدة الضوء المستقبَل يحدد كمية (تركيز) المادة الكيميائية المعروفة. وبحسب نطاق الطول الموجي لمصدر الضوء، تنقسم المطيافات الضوئية إلى مجموعتين:
1- يستخدم مطياف UV الضوئي الضوءَ في النطاق فوق البنفسجي (185–400 nm) والنطاق المرئي (400–700 nm) من الطيف الكهرومغناطيسي.
2- يستخدم مطياف IR الضوئي الضوءَ في نطاق الأشعة تحت الحمراء (700–15000 nm) من الطيف الكهرومغناطيسي.
در اسپکتروفتومتری مرئی، جذب یا عبور نور از ماده می‌تواند به‌وسیله رنگ مشاهده‌شده تعیین شود. برای نمونه، محلولی که فقط نور بیرون از طیف مرئی را عبور می‌دهد و هیچ طول‌موج مرئی را رد نمی‌کند، در تئوری سیاه است. از سویی دیگر اگر همه‌ی طول‌موج‌های مرئی را عبور دهد و هیچ نوری را جذب نکند، محلول بی‌رنگ و شفاف است. اگر نمونه محلول رنگ قرمز را جذب کند (برابر با 700 نانومتر)، به رنگ سبز ظاهر می‌شود چون سبز رنگ مکمل قرمز است. اسپکتروفتومترهای مرئی در عمل از منشوری برای تفکیک طیف معینی از طول‌موج استفاده می‌کنند (فیلتر امواج نوری دیگر) به همین دلیل پرتو ویژه‌ای از نور از طریق نمونه محلول عبور می‌کند.
الكاشف الخطي هو الجزء في المطياف الضوئي الذي يحوّل الطيف إلى بيانات، وتصمّم رسا أنديشان موج برداز هذه الكواشف وتصنعها. ومن أمثلتها الكاشف RA-LSC-1304 الذي يضم 3648 بكسل CCD أحادي اللون، وحساسيته عالية جدًا، كما أنه مزوّد بغالق إلكتروني ويأتي في أربع نسخ.
إذا كنت تبني مطيافًا ضوئيًا أو تطوّره، فاطّلع على صفحة الكاشف الخطي RA-LSC-1304 ، ففيها الاستجابة الطيفية والمواصفات البارامترية. ولمراجعة أساسيات الطريقة، اقرأ مقالة القياس الطيفي الضوئي في ويكيبيديا.