Page Rank اعزام به دوره های فشرده آموزش زبان انگلیسی در کالج زبان لندن شعبه کوالالامپور
[خانه] [انجمن فیزیکدانان جوان ایران] [چت روم هوپا] [درباره ما] [سفارش آگهی] [تماس با ما] [ورود] [عضویت]
جستجو :

طیف سنج جرمی

تاریخچه
اصول طیف سنجی جرمی ، جلوتر از هر یک از تکنیکهای دستگاهی دیگر ، بنا نهاده شده است. تاریخ پایه گذاری اصول اساسی آن به سال 1898 بر می‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" برای تشریح وجود نئون-22 در نمونه‌ای از نئون-20 از طیف جرمی استفاده نمود و ثابت کرد که عناصر می‌توانند ایزوتوپ داشته باشند. تا جایی که می‌دانیم، قدیمیترین طیف سنج جرمی در سال 1918 ساخته شد.

اما روش طیف سنجی جرمی تا همین اواخر که دستگاههای دقیق ارزانی در دسترس قرار گرفتند، هنوز مورد استفاده چندانی نداشت. این تکنیک با پیدایش دستگاههای تجاری که بسادگی تعمیر و نگهداری می‌شوند و با توجه به مناسب بودن قیمت آنها برای بیشتر آزمایشگاههای صنعتی و آموزشی و نیز بالا بودن قدرت تجزیه و تفکیک ، در مطالعه تعیین ساختمان ترکیبات از اهمیت بسیاری برخوردار گشته است.
اصول طیف سنجی جرمی تصویر


به بیان ساده ، طیف سنج جرمی سه عمل اساسی را انجام می‌دهد:

مولکولها توسط جرایاناتی از الکترونهای پرانرژی بمباران شده و بعضی از مولکولها به یونهای مربوطه تبدیل می‌گردند. سپس یونها در یک میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند.

یونهای شتاب داده شده بسته به نسبت بار/جرم آنها در یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی جدا می‌گردند.

یونهای دارای نسبت بار/جرم مشخص و معین توسط بخشی از دستگاه که در اثر برخورد یونها به آن ، قادر به شمارش آنها است، آشکار می‌گردند. نتایج داده شده خروجی توسط آشکار کننده بزرگ شده و به ثبات داده می‌شوند. علامت یا نقشی که از ثبات حاصل می‌گردد یک طیف جرمی است، نموداری از تعداد ذرات آشکار شده بر حسب تابعی از نسبت بار/جرم.

دستگاه طیف سنج جرمی

هنگامی که هر یک از عملیات را بدقت مورد بررسی قرار دهیم، خواهیم دید که طیف سنج جرمی واقعا پیچیده‌تر از آن چیزی است که در بالا شرح داده شد.

سیستم ورودی نمونه

قبل از تشکیل یونها باید راهی پیدا کرد تا بتوان جریانی از مولکولها را به محفظه یونیزاسیون که عمل یونیزه شدن در آن انجام می‌گیرد، روانه ساخت. یک سیستم ورودی نمونه برای ایجاد چنین جریانی از مولکولها بکار برده می‌شود. نمونه‌هایی که با طیف سنجی جرمی مورد مطالعه قرار می‌گیرند، می‌توانند به حالت گاز ، مایع یا جامد باشند. در این روش باید از وسایلی استفاده کرد تا مقدار کافی از نمونه را به حالت بخار در آورده ، سپس جریانی از مولکولها روانه محفظه یونیزاسیون شوند.

در مورد گازها ، ماده ، خود به حالت بخار وجود دارد. پس ، از سیستم ورودی ساده‌ای می‌توان استفاده کرد. این سیستم تحت خلاء بوده، بطوری که محفظه یونیزاسیون در فشاری پایینتر از سیستم ورودی نمونه قرار دارد.

روزنه مولکولی
نمونه به انبار بزرگتری رفته که از آن ، مولکولهای بخار به محفظه یونیزاسیون می‌روند. برای اطمینان از اینکه جریان یکنواختی از مولکولها به محفظه یونیزاسیون وارد می‌شود، قبل از ورود ، بخار از میان سوراخ کوچکی که "روزنه مولکولی" خوانده می‌شود، عبور می‌کند. همین سیستم برای مایعات و جامدات فرار نیز بکار برده می‌شود. برای مواد با فراریت کم ، می‌توان سیستم را به گونه‌ای طراحی کرد که در یک اجاق یا تنور قرار گیرد تا در اثر گرم کردن نمونه ، فشار بخار بیشتری حاصل گردد. باید مراقب بود که حرارت زیاد باعث تخریب ماده نگردد.

در مورد مواد جامد نسبتا غیر فرار ، روش مستقیمی را می‌توان بکار برد. نمونه در نوک میله‌ای قرار داده می‌شود و سپس از یک شیر خلاء ، وارد محفظه یونیزاسیون می‌گردد. نمونه در فاصله بسیار نزدیکی از پرتو یونیزه کننده الکترونها قرار می‌گیرد. سپس آن میله ، گرم شده و تولید بخاری از نمونه را کرده تا در مجاورت پرتو الکترونها بیرون رانده شوند. چنین سیستمی را می‌توان برای مطالعه نمونه‌ای از مولکولهایی که فشار بخار آنها در درجه حرارت اتاق کمتر از 9 - 10 میلیمتر جیوه است، بکار برد.

محفظه یونیزاسیون
هنگامی که جریان مولکولهای نمونه وارد محفظه یونیزاسیون گشت ، توسط پرتوی از الکترونهای پرانرژی بمباران می‌شود. در این فرآیند ، مولکولها به یونهای مربوطه تبدیل گشته و سپس در یک میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند. در محفظه یونیزاسیون پرتو الکترونهای پرانرژی از یک "سیم باریک" گرم شده ساطع می‌شوند. این سیم باریک تا چند هزار درجه سلسیوس گرم می‌شود. به هنگام کار در شرایطی معمولی ، الکترونها دارای انرژی معادل 70 میکرون - ولت هستند.

این الکترونهای پرانرژی با مولکولهایی که از سیستم نمونه وارد شده‌اند، برخورد کرده و با برداشتن الکترون از آن مولکولها ، آنها را یونیزه کرده و به یونهای مثبت تبدیل می‌کنند. یک "صفحه دافع" که پتانسیل الکتریکی مثبتی دارد، یونهای جدید را به طرف دسته‌ای از "صفحات شتاب دهنده" هدایت می‌کند. اختلاف پتانسیل زیادی (حدود 1 تا 10 کیلو ولت) از این صفحات شتاب دهنده عبور داده می‌شود که این عمل ، پرتوی از یونهای مثبت سریع را تولید می‌کند. این یونها توسط یک یا چند "شکاف متمرکز کننده" به طرف یک پرتو یکنواخت هدایت می‌شوند.

بسیاری از مولکولهای نمونه به هیچ وجه یونیزه نمی‌شوند. این مولکولها بطور مداوم توسط مکنده‌ها یا پمپهای خلا که به محفظه یونیزاسیون متصل نیستند، خارج می‌گردند. بعضی از این مولکولها از طریق جذب الکترون به یونهای منفی تبدیل می‌شوند. این یونهای منفی توسط صفحه دافع جذب می‌گردند. ممکن است که بخش کوچکی از یونهای تشکیل شده بیش از یک بار داشته باشند، (از دست دادن بیش از یک الکترون) اینها مانند یونهای مثبت تک ظرفیتی ، شتاب داده می‌شوند.

پتانسیل یونیزاسیون
انرژی لازم برای برداشتن یک الکترون از یک اتم یا مولکول ، پتانسیل یونیزاسیون آن است. بسیاری از ترکیبات آلی دارای پتانسیل یونیزاسیونی بین 8 تا 15 الکترون ولت هستند. اما اگر پرتو الکترونهایی که به مولکولها برخورد می‌کند، پتانسیلی معادل 50 تا 70 الکترون ولت نداشته باشد، قادر به ایجاد یونهای زیادی نخواهد بود. برای ایجاد یک طیف جرمی ، الکترونهایی با این میزان انرژی برای یونیزه کردن نمونه بکار برده می‌شوند.

تجزیه گر جرمی
پس از گذر کردن از محفظه یونیزاسیون ، پرتو یونها از درون یک ناحیه کوتاه فاقد میدان عبور می‌کند. سپس آن پرتو ، وارد "تجزیه گر جرمی" شده که در آنجا ، یونها بر حسب نسبت بار/جرم آنها جدا می‌شوند. انرژی جنبشی یک یون شتاب داده شده برابر است با:

12mv2=ev

که m جرم یون ، v سرعت یون ، e بار یون و V اختلاف پتانسیل صفحات شتاب دهنده یون است.

در حضور یک میدان مغناطیسی ، یک ذره باردار مسیر منحنی شکلی را خواهد داشت. معادله‌ای که شعاع این مسیر منحنی شکل را نشان می‌دهد به صورت زیر است:

(r =MV)/eH

که r شعاع انحنای مسیر و H قدرت میدان مغناطیسی است.

اگر این دو معادله را برای حذف عبارت سرعت ترکیب کنیم، خواهیم داشت:


این معادله مهمی است که رفتار و عمل یک یون را در بخش تجزیه‌گر جرمی یک طیف سنج جرمی توجیه می‌کند.


طیف سنج جرمی

تجزیه گر جرمی و قدرت تفکیک تصویر
از معادله فوق چنین بر می‌آید که هر قدر ، مقدار m/e بزرگتر باشد، شعاع انحنای مسیر نیز بزرگتر خواهد بود. لوله تجزیه‌گر دستگاه طوری ساخته شده است که دارای شعاع انحنای ثابتی است. ذره‌ای که نسبت m/e صحیحی داشته باشد، قادر خواهد بود تا طول لوله تجزیه‌گر منحنی شکل را طی کرده ، به آشکار کننده نمی‌رسند. مسلما اگر دستگاه ، یونهایی را که جرم بخصوصی دارند، نشان دهد. این روش چندان جالب نخواهد بود.

بنابراین بطور مداوم ، ولتاژ شتاب دهنده یا قدرت میدان مغناطیسی تغییر یافته تا بتوان کلیه یونهایی که در محفظه یونیزاسیون تولید گشته‌اند را آشکار ساخت. اثری که از آشکار کننده حاصل می‌گردد، بصورت طرحی است که تعداد یونها را بر حسب مقدار m/e آنها رسم می‌کند. فاکتور مهمی که باید در یک طیف سنج جرمی در نظر گرفتن قدرت تفکیک آن است. قدرت تفکیک بر طبق رابطه زیر تعریف می‌شود:

(R=M)/M

که R قدرت تفکیک ، M جرم ذره و M∆ اختلاف جرم بین یک ذره با جرم M و ذره بعدی با جرم بیشتر است که می‌تواند توسط دستگاه تفکیک گردد. دستگاههایی که قدرت تفکیک ضعیفی دارند، مقدار R آنها حداکثر 2000 در بعضی مواقع قدرت تفکیکی به میزان پنج تا ده برابر مقدار فوق مورد نیاز است.

آشکار کننده
آشکار کننده بسیاری از دستگاهها ، شامل یک شمارشگر است که جریان تولیدی آن متناسب با تعداد یونهایی است که به آن برخورد می‌کند. با استفاده از مدارهای الکترون افزاینده می‌توان آن قدر دقیق این جریان را اندازه گرفت که جریان حاصل از برخورد فقط یک یون به آشکار کننده اندازه ‌گیری شود.

ثبات آشکار کننده
سیگنال تولید شده از آشکار کننده به یک ثبات داده می‌شود که این ثبات خود طیف جرمی را ایجاد می‌نماید. در دستگاههای جدید ، خروجی آشکار کننده از طریق یک سطح مشترک به رایانه متصل است. رایانه قادر به ذخیره اطلاعات بوده و خروجی را به هر دو صورت جدولی و گرافیکی در می‌آورد. دست آخر داده‌ها با طیفهای استاندارد ذخیره شده موجود در رایانه مقایسه می‌گردد.

در دستگاهها قدیمیتر ، جریان الکترونی حاصل از آشکار کننده به یک سری از پنج گالوانومتر با حساسیتهای متفاوت داده می‌شود. پرتو نوری که به آینه‌های متصل به گالوانومترها برخورد می‌کند و به یک صفحه حساس به نور منعکس می‌گردد. بدین طریق یک طیف جرمی با پنج نقش بطور همزمان ، هر یک با حساسیتی متفاوت ایجاد می‌گردد. در حالی که هنوز دستگاه قویترین قله‌ها را در صفحه طیف نگاه می‌دارد، با استفاده از این پنج نقش ثبت ضعیفترین قله‌ها نیز ممکن می‌گردد.

منبع : سایت رشد و کلوپ دانش




www.HUPAA.com
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
آخرین گفتگوها در انجمن
دلیل شناوری کشتیها (27 پاسخ)
مقاله ی «دانشمندان سرعت نور را کاهش دادند!» (0 پاسخ)
ارشدها و دکتراهای فیزیک؛گرایش و موضوع کارتون چیه؟ (0 پاسخ)
مفهوم چهار نيروي بنيادي چيست؟ (6 پاسخ)
لایه های اتمسفر (2 پاسخ)
ادامه تحصیل در فیزیک (2 پاسخ)
به تصویر کشیدن رفتار پرتو لیزر هنگام بازتاب از آئینه (0 پاسخ)
به نظر شما كرم چاله چيست؟ (10 پاسخ)
جهان های موازی (4 پاسخ)
نجوم و هوافضا (18 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (26 پاسخ)
شبیه سازی: CD آموزشی lammps (0 پاسخ)
ضریب اصطکاک بزرگتر از یک میشه؟ (15 پاسخ)
دیفرانسیل دو اتمی (1 پاسخ)
مفهوم خلا مطلق (2 پاسخ)
ماشینی که از دیوار قائم بالا میرود! (2 پاسخ)
معنا و روش بازسازی فیزیک سطح (1 پاسخ)
اطلاعات دقیق و در حد مبتدی در زمينه نانو (1 پاسخ)
دروس فیزیکی مکانیک و هوا وفضا (7 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (122 پاسخ)
ارتباط قوانین فیزیکی با ساختار حیات (7 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (495 پاسخ)
تشخيص زودهنگام بيماري‌ها با استفاده از فناوري نانو (2 پاسخ)
آیزاک آسیموف ۵۰ سال پیش چه پیش‌بینی کرد؟ (8 پاسخ)
نقاط وارون شبکه در مبحث فیزیک سطح (0 پاسخ)
معما های سخت (253 پاسخ)
میدان مغناطیسی قوی و رفتن الكترون ها به تراز انرژي پايين تر (0 پاسخ)
مهم‌ترین رخدادهای نجومی سال 2014 (1 پاسخ)
زمان دقیقا چیست؟ (73 پاسخ)
معادله حرکت زمین بدور خورشید بر حسب r , teta (3 پاسخ)
صوت : پدیده ی تشدید (0 پاسخ)
دانلود کتاب طرح بزرگ و تاریخچه زمان و جهان در پوست گردو (11 پاسخ)
تداعی بی نهایت (0 پاسخ)
پخش بار الکتریکی روی سطح یک ظرف رسانا (33 پاسخ)
معرفی آزمایش های جالب فیزیکی (3 پاسخ)
سوخت های هسته ای مصرف شده (7 پاسخ)
کد مورس ( Morse Code ) (0 پاسخ)
میشه گربه شرودینگرو برای من تفهیم کنید؟ (20 پاسخ)
ساختار نور، فوتون یا موج؟ (7 پاسخ)
مکانیک کوانتمی نسبیتی بیاموزیم (6 پاسخ)
در ایران در زمینه کامپیوترهای کوانتومی تا چه حد پیشرفت شده؟ (3 پاسخ)
چرا دست‌ها و پاهای بعضی افراد همیشه سرد است؟ (0 پاسخ)
اثر فوتوالکتریک روی خاک (0 پاسخ)
فیزیک جامد یا نانو فیزیک؟ (8 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (72 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (939 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (25 پاسخ)
کرم چاله چیست ؟ (6 پاسخ)
روش حل معدالات کوانتمی را به من تفهیم کنید (1 پاسخ)
ماشين محرك دائم (106 پاسخ)
نامریی شدن - ایده نظامی (24 پاسخ)
دیدنیهای دانشیک (69 پاسخ)
جـنـگنـده ها و اســلحــه های بــرتــر (33 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (69 پاسخ)
بارش هاي شهابي (3 پاسخ)
بررسی تکنولوژی روشنایی خیابان ها و پارک ها (0 پاسخ)
نظریه جهان های موازی (12 پاسخ)
علت عبور نور مریی از شیشه سربی بر خلاف گاما (25 پاسخ)
بهترین معلم فیزیک کیست‏؟ (27 پاسخ)
تصویر های دانشیک (65 پاسخ)
مقالات فیزیک
کنکاشی جدید در الفبای الکتریکی مغز
تاکیون ها: ذراتی در ورای فضا-زمان
استیون هاوکینگ در تلاش برای دستیابی به “نظریۀ همه‌ چیز”
خداحافظی دنباله‌دار «لاوجوی» با زمین تا هشت هزار سال دیگر
مرکز کهکشان راه شیری می تواند یک میانبر بین کهکشانی باشد!
دانشمندان سرعت نور را کاهش دادند!
میدان‌های مغناطیسی موهومی در دنیای حقیقی
بدنبال سرعتی فراتر از نور
موفقیتی برای لیزر از راه دور در هوا
داستان کشف ِ پاد ماده
برترین‌ پژوهش های فیزیک در سال ۲۰۱۴
ثابت‌کردن مولکول‌ها برای بررسی بیشتر
معرفی کتاب: افسون فیزیک
قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟
بدشانسی، انسان را گرفتار سرطان‌ می‌کند!
موفقیت محققان ایرانی در بومی‌سازی ماژول غشایی تخلیص هیدروژن
جستجو برای ذراتِ دارای بار الکتریکی با مضرب غیر صحیح ِ بسیار کوچک از بار الکترون
ستاره ای سرکش در مسیر برخورد به منظومه شمسی، اما زیاد نگران نباشید!
دوازده لحظۀ مهم علمی در سال ۲۰۱۴
دوگانگی موج-ذره و عدم قطعیتِ کوانتومی دو روی یک سکه!
ابر اورت چیست؟
معرفی کتاب: کیهان شناسی
کار در دنیای کوانتومی
پیش‌بینی برای آینده دنیای فناوری
غوغای دنباله‌دار لاوجوی در آسمان شب
برخورد چگالیده‌های بوز-اینشتین و ناپدید شدن آن‌ها
بزرگترین بانک DNA همۀ موجودات راه اندازی می شود!
مهمترین رخدادهای عرصۀ فضا در سال ۲۰۱۴
دستکاری نور با استفاده از پلاسما
جایزه «فریدون منصوری» به پژوهشگر جوان نظریه «ریسمان» اعطا شد
ادامه ...
اخبار فیزیک
شبیه‌سازی شکل‌گیری جهان در دقیق‌ترین مدل رایانه‌یی کیهان با همکاری محقق ایرانی
اتمسفر اولیۀ زمین سمی بود !
ساخت میکرولنزهای فوق تخصصی در کشور
نانوپیمایشگری برای تشخیص زودهنگام سرطان
ثبت پدیده نادر هاله یخ در تصویری جالب
سخـــن روز
چگونه اکسیژن موجب روشنایی کرم شب تاب می‌شود ؟
اسراری از میدان مغناطیسی ماه
آبفشان‌های قمر اروپا ناپدید شدند
در بین 143 کشور جهان ایران با هفت پله تنزل در جایگاه 120 رتبه بندی نوآوری دنیا قرار گرفت
پاسپورت‌های ژنتیکی برای نوزادان تازه متولد شده در انقلاب جدید پزشکی
با پنج دانشمند برتر زن قاره‌های جهان آشنا شوید
تابش نور روی هر چه که بخواهید پایان عمر لامپ‌ها با باریک‌ترین نور کاغذی جهان!
مریم میرزاخانی در فهرست زنان الهام‌بخش 2014
شبیه‌سازی پیچیده‌ترین سازه بلوری جهان
ادامه ...
مطالب پربیننده
سخـــن روز (32+)
قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟ (22+)
برترین‌ پژوهش های فیزیک در سال ۲۰۱۴ (21+)
ثابت‌کردن مولکول‌ها برای بررسی بیشتر (20+)
نانوپیمایشگری برای تشخیص زودهنگام سرطان (16+)
اسراری از میدان مغناطیسی ماه (12+)
در بین 143 کشور جهان ایران با هفت پله تنزل در جایگاه 120 رتبه بندی نوآوری دنیا قرار گرفت (11+)
آبفشان‌های قمر اروپا ناپدید شدند (11+)
ثبت پدیده نادر هاله یخ در تصویری جالب (11+)
چگونه اکسیژن موجب روشنایی کرم شب تاب می‌شود ؟ (10+)
بدنبال سرعتی فراتر از نور (10+)
دانشمندان سرعت نور را کاهش دادند! (10+)
دوگانگی موج-ذره و عدم قطعیتِ کوانتومی دو روی یک سکه! (9+)
معرفی کتاب: افسون فیزیک (9+)
داستان کشف ِ پاد ماده (9+)
ادامه ...
[خانه] [انجمن فیزیکدانان جوان ایران] [چت روم هوپا] [درباره ما] [سفارش آگهی] [تماس با ما] [ورود] [عضویت]
جستجو :
Copyright 2003 - 2014 © Hupaa.com , All rights reserved.