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
برق رایگان ! (3 پاسخ)
آیا نور وزن دارد؟ (2 پاسخ)
علت جوش های صورت (3 پاسخ)
راهی برای دوباره زیستن - بدن جدید - عمر نامحدود (4 پاسخ)
چرا وقتی خوش میگذره احساس می کنیم زمان سریعتر میگذره؟ (5 پاسخ)
فیزیک هسته ای یا مهندسی هسته ای؟ (9 پاسخ)
پيدا كردن قطر لنز دوربين (10 پاسخ)
آیا سرعت مطلقا صفر وجود داره؟ (18 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (932 پاسخ)
فرق بین فیزیک کلاسیک و مدرن (6 پاسخ)
پدیده تشدید و آونگ (0 پاسخ)
پیدا کردن حالت بهینه برای چند ردیف لامپ (0 پاسخ)
فرق باتری با خازن (15 پاسخ)
محلولی که با تغییر دما تغییر رنگ بده (4 پاسخ)
صفر کــــــلوین (10 پاسخ)
صفر مطلق (1 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (62 پاسخ)
کنجکاوی در مریخ ترکیبات ارگانیک کشف کرد! (0 پاسخ)
تاثیر حرکت زمین روی گرانش زمین (18 پاسخ)
سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید (22 پاسخ)
معما های سخت (248 پاسخ)
میتوانیم بگوییم انرژی مثبت و منفی وجود نداره؟ (21 پاسخ)
دو سوال پایه ای در بحث الکترومغناطیس (17 پاسخ)
بنظر شما وزن ساعت شنی در هنگام سقوط ذرات شن تغییر می کند؟ (55 پاسخ)
خوردن نوشیدنی با نی در فضا (10 پاسخ)
حرکت جسم معلق در هوا (48 پاسخ)
مشکلات آزمایشگاه لیزر (1 پاسخ)
دیدنیهای دانشیک (66 پاسخ)
اطلاعاتی در مورد نظریه های فیزیکی دکتر حسابی (12 پاسخ)
آیا لایه بندی جو زمین متاثر از جاذبه است؟ (6 پاسخ)
فرصتی برای ایده پروری (109 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (117 پاسخ)
منشاء گرانش (33 پاسخ)
فرق گوی و آب در یک آزمایش (8 پاسخ)
کشف حالات سقوط اشیا در حرکت دایره ای (8 پاسخ)
شلیک گلوله (11 پاسخ)
گلوله و سطح شیبدار (0 پاسخ)
وضعیت سقوط در سطح شیب دار (16 پاسخ)
کمک برای اثبات نظریه ریسمان (0 پاسخ)
چرا واندوگراف شمع را فوت می کند؟ (3 پاسخ)
تحصیل در رشته های نجوم (11 پاسخ)
امگا کمیتی نرده ای یا برداری؟ (0 پاسخ)
موفقيت شبيه سازي سفر در زمان براي فوتون ها (6 پاسخ)
تمام سیستمها درحالت خلا می باشند و نیروی مقاومتی وجود نداد (3 پاسخ)
حرکت یک اتومبیل به دور یک پیج (3 پاسخ)
به نظر شما برای ایجاد جاذبه مصنوعی چه باید کرد؟ (4 پاسخ)
اینجا وبلاگ های خودتان را بنویسید و به بقیه معرفی کنید (85 پاسخ)
چرا آینه ها فقط چپ و راست رو برعکس میکنند ؟ (5 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (489 پاسخ)
مفهوم خلا مطلق (0 پاسخ)
10 عکس برتر ناسا از زمین (12 پاسخ)
آموزش MCNP (4 پاسخ)
اگر به یک جسم رسانا بی نهایت بار الکتریکی بدهیم (15 پاسخ)
حوزه مغناطیسی آهن (2 پاسخ)
لامپ های کم مصرف (4 پاسخ)
آیا تبدیل انرژی به جرم امکان پذیر است؟! (6 پاسخ)
نوسان ذرات نور (فوتون) و جرم (7 پاسخ)
دانلود کتاب 1000 مسئله حل شده در فیزیک جدید (0 پاسخ)
جهان های موازی (0 پاسخ)
تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد (5 پاسخ)
مقالات فیزیک
شاید دنیای ما رنگین‌کمانی باشد، جایی که زمان آغازی ندارد!
ادغام دو ستارۀ عظیم الجثه
انبساط ِ کیهان در لحظۀ تولد چگونه بود؟
بی‌نظمی + بی‌نظمی = بی‌نظمی بیشتر؟
انفجار لیزری، نقطه‌های کوانتومی می‌سازد
دانشمندان آزمایش ذهنی دو شکاف اینشتین را ایجاد کردند!
سحابی تاریک بارنارد ۶۸
معرفی مقیاس بورتل برای سنجش تاریکی آسمان
جنس آب دنباله دار روزتا با جنس آب زمین، تفاوت دارد!
چرا پیکان زمان همیشه به جلو می رود؟
موفقیت محققان کشور در بهبود توان و انرژی ابرخازن‌ها با کمک فناوری نانو
استفاده از نانوذرات طلا برای تشخیص مطابقت ژنتیکی
نزدیک شدن عایق توپولوژیکی سه بعدی به حد ایده آل
کشف ِ اسرار میدان مغناطیسی ماه
با همکاری محقق ابرانی ارائه شد یافته‌های دانشمندان درباره پیش‌بینی خطرات آینده سکته خفیف با تصاویر مغزی
اسرار درونی ستاره‌های نوترونی
تفاوت ِ سیارک ها و دنباله دارها چیست؟
معرفی کتاب: فیزیک و فلسفه
آغاز به کار مجدد ِ برخورد‌ دهندۀ بزرگ هادرون در اوایل سال ۲۰۱۵
نحوه تشکیل سیارات در عمل
بیت‌های کوانتومی بی‌نقص بر مبنای یون‌های به دام افتاده
کاهش حملات صرع در موش‌ها با پیوند عصب‌های جدا شده از سلول‌های بنیادی
خرافات، از شبه ربط تا علیت
کشف سپر محافظتی نامرئی در اطراف زمین!
کشف نقش مهم میکروب‌های روده در محافظت از مغز با همکاری محقق ایرانی
آیا گرانش، جهان را بعد از بیگ بنگ نجات داد؟
چرخاندن چگالیده با استفاده از نور
پاک کردن حافظه با نور
خاطرات هاوکینگ از سفر به ایران
کشف ارتباط هزاران نمونه جهانی ابتلا به سرطان با چاقی در یافته‌های دانشمند ایرانی
ادامه ...
اخبار فیزیک
کشف گروه جدیدی از سلول‌های بنیادی
مشاهده شکل‌گیری ستارگان فوق‌عظیم برای نخستین بار
توصیف گذشته و آینده جهان در نظریه جدید «جهان آینه با زمان معکوس»
چسباندن اجسام شکسته با نور فرابنفش
کاشف ساختار “DNA” جایزۀ نوبل خود را ۴٫۷ میلیون دلار فروخت!
کشف دلیل دشواری درمان عفونت‌های مفصلی به رهبری محقق ایرانی
فیزیک‌پیشه ایرانی، برنده بورس تحقیقاتی «فون هومبولت» آلمان شد
اندازه‌گیری دقیق فاصله کهکشان‌های دوردست از زمین با خط کش کیهانی
دستاورد دانشمندان ایرانی در کشف نحوه تکامل کهکشان‌ها در شبکه کیهانی
امیدی تازه برای درمان دیستروفی عضلانی
شکار ماده تاریک با ماهواره‌های جی‌پی‌اس
ادعای عجیب دانشمند اروپایی مأموریت مخفی «روزتا» برای برقراری تماس با موجودات بیگانه!
سنتز نانوذره‌ای جدید برای تشخیص انواع سرطان‌ در کشور
تلاش محققان ایرانی برای درمان دیابت با پیوند سلول‌های پانکراس
کشف قدیمی‌ترین ردپای مهره‌داران عصر دایناسورها در ایران
ادامه ...
مطالب پربیننده
خاطرات هاوکینگ از سفر به ایران (15+)
چرا پیکان زمان همیشه به جلو می رود؟ (11+)
شکار ماده تاریک با ماهواره‌های جی‌پی‌اس (10+)
احساس یا درک واقعیت؟ (9+)
فیزیک‌پیشه ایرانی، برنده بورس تحقیقاتی «فون هومبولت» آلمان شد (9+)
کشف سپر محافظتی نامرئی در اطراف زمین! (9+)
دانشمندان آزمایش ذهنی دو شکاف اینشتین را ایجاد کردند! (9+)
سیاهچاله ای که از کهکشانش به بیرون پرتاب شد! (8+)
دستاورد دانشمندان ایرانی در کشف نحوه تکامل کهکشان‌ها در شبکه کیهانی (8+)
درهم‌تنیدگیِ کرمچاله، پارادوکس سیاهچاله را حل می‌کند! (7+)
معرفی کتاب: نجوم به زبان ساده (7+)
خرافات، از شبه ربط تا علیت (7+)
کاشف ساختار “DNA” جایزۀ نوبل خود را ۴٫۷ میلیون دلار فروخت! (7+)
روش علمی چیست؟ (6+)
کشف ِ اسرار میدان مغناطیسی ماه (6+)
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.