ما هو الوهج المستنقعي
يدرك الكثيرون منا أن الضوء عندما يمر عبر مادة شفافة يحدث انكسار له، وبفضل هذه الظاهرة يظهر الطيف الملون الذي يتكون من عدة ألوان، ويشار إليها بألوان الطيف، والتي تشمل ألوان قوس قزح. يعتبر هذا الأسلوب قديما وقد استخدمه العلماء لتحليل الضوء المرئي، واشتهر فيما بعد باسم التحليل الطيفي (الطيفية)، وقد تطورت أساليب وأشكال عديدة على مر السنين، مما يمكننا من دراسة الإشعاعات غير المرئية مثل الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. في هذه المقالة، سنوضح معنى الوهج المستنقعي وعلاقته 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 يبتعد أو يختفي عندما يقترب منه، وكان يقال في السابق أنه روح تستمتع بتضليل المسافرين. فالأشخاص الذين كانوا يسيرون وراء تلك الضوء، يجدون أنفسهم ضالين في مستنقع لا يمكنهم الخروج منه. كان البطل في العديد من الأساطير الإنجليزية يعكس مصيره لإنهاء قوة الوهج المستنقعي بطريقة سحرية. وتشير بعض المعتقدات التراثية الأخرى إلى أن الوهج المستنقعي هو روح أحد الأموات .
معنى الوهج
هي تعبر عن اسم عربي يعني السطوع أو شدة الاشتعال. عندما نقول وهجت الشمس، نعني أن الشمس سطعت، ووهج النار يعني اشتعلت. تم ذكر كلمة وهج في القرآن الكريم في قول الله تعالى `وجعلنا سراجا وهاجا`. يتميز صاحب اسم وهج بالتفاؤل، ويساعد الآخرين ويعمل الخير. يفضل أيضا الانضمام إلى فريق العمل لتحقيق الكثير من النجاح .
التحليل الطيفي للوهج المستنقعي
يتم وصف مصطلح التحليل الطيفي كدراسة امتصاص مادة معينة للضوء وجميع أشكال الإشعاع وانبعاثها منها، والعلاقة المتعلقة بينها وبين الأطوال الموجية، بالإضافة إلى دراسة تفاعلات الجزيئات مثل الإلكترونات والبروتونات والأيونات وكيفية تفاعلها مع بقية الجزيئات كدليل على طاقة تصادمها الخاصة .
التحليل الطيفي يعتبر عاملا أساسيا لتطوير العديد من النظريات الفيزيائية ، مثل ميكانيكا الكم والنظريات النسبية الخاصة والعامة ونظرية الكهروديناميكا الكمية ، فعند تطبيق التحليل الطيفي على التصادمات ذات الطاقة العالية في الجسيمات ، يمكننا الحصول على أداة ضرورية تساعدنا في تطوير فهمنا العلمي للقوة 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 :-
- المواد الصلبة أو الغازات الكثيفة: تنتج أثناء تسخينها طيف مستمر .
- الغازات منخفضة السمك أو الكثافة: تنتج أثناء تسخينها طيف منبعث .
- يتم عرض مصدر الطيف المستمر عن طريق غاز بارد منخفض الكثافة، مما ينتج خطًا 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 التحليل الطيفي، تم العثور على نوعين من الأطياف الضوئية وهما:
- الطيف المستمر .
- الطيف المنفصل .
الطيف المستمر
يتم استخدام الطيف المستمر لتحديد تراكيز الغازات الكثيفة والأجسام الصلبة عن طريق إرسال الضوء عبر مجموعة واسعة من الأطوال الموجية، وعندما تبعد الغازات الكثيفة أو الأجسام الصلبة الحرارة، ينتج طيف مستمر يمكن قياسه بسهولة .
كمثال على ذلك، النجوم تشع بطيف مستمر؛ حيث ترسل الضوء بشكل مستمر وثابت، وهناك أمثلة أخرى مثل المصابيح المتوهجة والفرن الكهربائي والجمر، وبالمثل، ينبعث من الإنسان طيف مستمر يكون فيه الموجات غير مرئية؛ لأن طولها الموجي يتوافق مع طول الموجات للأشعة تحت الحمراء .
الأطياف المنفصلة
وجد العلماء أثناء دراسة الذرات الفيزيائية أن الأطياف المنفصلة تنقسم إلى نوعين هما:
النوع الأول أطياف الامتصاص
أثناء تحليل ضوء الشمس، سنرى ظهور خطوط سوداء داكنة تنتج عن قدرة الغلاف الشمسي على امتصاص الضوء في أطوال موجية محددة. وبسبب امتصاص الضوء بكثافة منخفضة وظهور اللون الداكن في تلك الأطوال الموجية، يمكن للعلماء تحديد العناصر المكونة للغلاف الشمسي باستخدام قدرة الذرات والجزيئات في الغاز على امتصاص أطوال موجية للضوء. لذلك، نرى أن طيف الامتصاص في الفضاء يكون منخفض الحرارة بيننا وبين مصدر الضوء مثل النجوم والكواكب .
النوع الثاني أطياف الانبعاث
يتكون هذا النوع من الطيف المتصل عندما يتم إطلاق ضوء إضافي ضمن الأطوال الموجية المحددة من خلال الذرات والجزيئات الموجودة في الغاز، مما يؤدي إلى تشكيل خطوط ساطعة ظاهرة ضمن الطيف. وكما هو الحال في طيف الامتصاص، تخرج خطوط مختلفة من كل عنصر في الطيف الانبعاث، ولذلك فإن المذنبات والسديم وبعض أنواع النجوم تمثل أمثلة على طيف الانبعاث .
الأشعة السينية و الوهج المستنقعي
يستخدم التحليل الطيفي بالأشعة السينية في العديد من مجالات العلوم والتكنولوجيا، بما في ذلك علم الآثار والفلك والهندسة والصحة. يتيح لعلماء الأثريات وعلماء الآثار اكتشاف معلومات غير معروفة عن القطع الأثرية القديمة، من خلال تحليل هذه القطع باستخدام 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 :
- يقيس مطياف الأشعة السينية المشتتة الطول الموجي لهذا النوع من الأشعة السينية التي تنحرف بواسطة بلورة .
- يستخدم التحليل الطيفي بالأشعة السينية المشتتة للطاقة لقياس إشعاع الأشعة السينية الذي يتم إصداره من أجهزة الإلكترونيات المحفزة من خلال مصدر ذو طاقة عالية للجزيئات المشحونة .
يتم التعرف على كيفية انتشار الإشعاع إلى البنية الذرية للمادة في هذين النوعين، وبالتالي عناصر الجسم التي يتم تحليلها .