ماهو تركيب “المطياف” وما هي طريقة عمله؟

1 إجابة واحدة

المطياف هو جهاز يتم استخدامه من أجل تحليل المادة ومعرفة المكونات الأساسية لها، وبنيتها الفيزيائية والبيولوجية والكيميائية، اخترعه العالم فرانسيس أستون.

يتكون المطياف من عدة أجزاء هي:

  • حجرة التأين (Ion Source): هذه الحجرة هي مصدر إطلاق الغازات المؤينة التي تساعد في دراسة المواد المرغوبة.
  • المحلل (analyzer): يُخضع الأيونات للبحث والدراسة  ويساعد على كشف خصائص المادة تبعًا للشحنة التي تمتلكها.
  • نظام الكشف (Detector System): من أهم الأجزاء التي تساهم في عمل المطياف بشكلٍ صحيح، حيث يقوم بتسجيل جميع الأيونات التي خضعت للتحليل أثناء العمل، وأيضًا يسجل الوفرة النسبية لكل أيون.
  • جهاز حاسوب: الحاسوب ليس جزءًا من المطياف، لكنه مهم جدًا في استكمال عمله بشكلٍ متقن، إذ يقوم بجمع البيانات التي تم الحصول عليها وتحليلها ومقارنتها مع العديد من النتائج الأخرى، ثم يقوم بتقديم الرسم البياني للنتائج التي وصل إليها.

أما بالنسبة لآلية عمل المطياف فهي تتم على عدة مراحل على الشكل التالي:

  • التأين (Ionization):  هي الخطوة الأولى في آلية عمل المطياف، حيث يتم تسخين المادة حتى تتحول إلى غازية، ثم يقوم الإلكترون بإطلاق الأشعة على الأبخرة المتصاعدة حتى تتحول إلى أيونات،ثم يتم منح الجزيئات  المزيد من الإلكترونات حتى تحمل شحنة سالبة، أو قد يتم إفقاد الجزيء بعض إلكتروناته حتى يتم إطلاق أيون ذو شحنة موجبة،
  • التسارع والانحراف (Acceleration and Deflection): هذه المرحلة من أهم المراحل في عمل مطياف الكتلة، فبعد الانتهاء من فصل الأيونات تبدأ مرحلة التسارع والإنحراف، والتسارع يعتمد على خطوة الجذب التدريجي والبسيط للأيونات الموجبة باتجاه الصفائح التي تحمل الشحنة السالبة، أي أن الجزيئات ذات الوزن الخفيف تنجذب بسرعةٍ أكبر من الجزيئات ذات الوزن الثقيل.
    أما الإنحراف يبدأ مع تغير مسار الأيونات في مجال الجذب المغناطيسي، وتُعتبر الكتلة من أهم العناصر في تحديد مدى الإنحراف، لذلك تختلف درجة الإنحراف وفقًا لسرعتها داخل مطياف الكتلة.
  • الكشف:  هذه المرحلة هي المرحلة الأخيرة في عمل مطياف الكتلة، حيث تصل الأيونات إلى وحدة المكشاف الموجودة ضمن مكونات المطياف، ويقوم جهاز الحاسوب بالكشف عن المكونات ليتم تمثيلها بيانيًا في وقتٍ لاحق.

ماهو تركيب “المطياف” وما هي طريقة عمله؟

و لمطياف الكتلة استخدامات متنوعة منها:

  • معرفة كمية المركبات الموجود في مادة معينة.
  • معرفة بنية وتركيب المادة.
  • مراقبة الشظايا في المركب لمعرفة بنيته.
  • معرفة التركيب النظائري لعناصر الجزيء.
  • يستخدمه الفلكيون في دراسة بعض العناصر المؤثرة في الكون.
  • من الممكن أن يستخدمه الأطباء في العمليات الجراحية، لقياس معدلات الأيض في الخلايا الحية للمريض، لمعرفة إذا كانت هذه الخلايا تحصل على كمية كافية من الأوكسجين.
  • في علم الأحياء يستخدم لتحليل الجزئيات البيولوجية المعقدة مثل: البروتينات والكربوهيدرات والأحماض الأمينية.
  • يستخدم في علم الآثار لمعرفة عمر الأحافير التي تم اكتشافها.
  • تستخدم في تحديد كمية النفط قبل البدء بحفر الآبار.
  • يستخدمه العلماء لمعرفة نسبة التلوث في الأسماك.

يعتبر العلماء جهاز مطياف الكتلة من أهم الأجهزة التي تم اكتشافها. وقد ساهم هذا الجهاز في الكثير من مجالات الحياة العلمية وساعد في الوصول غلى نتائج أكثر دقة و واقعية.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ماهو تركيب “المطياف” وما هي طريقة عمله؟"؟