स्पेक्ट्रम या वर्णक्रम क्या है What is Spectrum | Physics

What is Spectrum स्पेक्ट्रम या वर्णक्रम क्या है

जब किसी प्रकाश में स्थित अलग-अलग Wavelength के भागों को बाँटकर अलग-अलग स्थानों पर इकट्ठा करते हैं, तो उसे Spectrum या वर्णक्रम कहते हैं। Prism से श्वेत प्रकाश के घटक Wavelength को अलग कर यदि एक पर्दे पर प्राप्त किया जाए, तो वह उस श्वेत प्रकाश का Spectrum होता है। 

Spectrum जितना सरल-सा लगता है, वह उससे कहीं अधिक महत्त्वपूर्ण है और विज्ञान के विकास में इसने बहुत महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाई है। क्वांटम भौतिकी का प्रारंभ विभिन्न तापों पर की वस्तुओं से निकलते प्रकाश के Spectrum से ही हुई थी। आज भी हजारों प्रकाश-वर्ष दूर के तारों की सतह के ताप का अनुमान उससे आते प्रकाश के Spectrum से किया जाता है। Spectrum से ही हमें सूर्य की सतह पर के बहुत से तत्त्वों के बारे में जानकारी मिलती है। 

Spectrum दो प्रकार के हो सकते हैं-

उत्सर्जन Spectrum तथा 

अवशोषण Spectrum। 

उत्सर्जन Spectrum (Emission Spectrum) 

जब किसी वस्तु से प्रकाश उत्सर्जित होता है और उस प्रकाश का Spectrum लिया जाता है, तो उसे उत्सर्जन Spectrum कहते हैं। यह Spectrum उत्सर्जक स्रोत के पदार्थ के गुणों को प्रदर्शित करता है। उत्सर्जन Spectrum भी तीन प्रकार के होते हैं। 

(a) सतत Spectrum (Continuous spectrum)

फिलामेंट बल्ब, मोमबत्ती या गर्म हीटर की कुंडली से उत्सर्जित प्रकाश में एक रेंज में सभी Wavelength मौजूद होते हैं। इसे आप सतत Wavelength (continuous wavelength) वाला प्रकाश कह सकते हैं। इसका Spectrum भी लगातार बदलते रंग के एक पट्टे की तरह होता है जिसके बीच किसी तरह की विभाजक रेखाएँ नहीं होती। 

(b) रेखीय Spectrum (Linear spectrum)

यदि आप किसी खास एकपरमाणुक (monoatomic) गैस में विद्युत-धारा बहाकर उससे प्रकाश उत्पन्न करें और उसका Spectrum लें, तो आपको कुछ विशेष Wavelength की रेखाएँ ही मिलेंगी और बीच के सभी Wavelength अनुपस्थित होंगे। इस तरह के लैंप को डिस्चार्ज ट्यूब भी कहते हैं। उदाहरण के लिए, पारे के वाष्प से भरी डिस्चार्ज ट्यूब से आते प्रकाश में मुख्यतः 404.7 nm, 435.8 nm, 546.1 nm तथा 578.2 nm या उसके आस-पास के Wavelength के प्रकाश निकलते हैं और Spectrum में इन Wavelength के संगत प्रकाश की पतली-पतली रेखाएँ दिखती हैं। इस प्रकार के Spectrum को रेखीय Spectrum कहते हैं। 

(c) Band Spectrum (Band spectrum)

यदि आप ऐसे स्रोत से प्रकाश उत्सर्जित करा रहे हैं जो दो या दो से अधिक परमाणुओं वाले अणुओं से बना हो, तो उससे निकलनेवाले प्रकाश का Spectrum Wavelength के कुछ Band के रूप में मिलता है। एक Band में Wavelength सतत रूप से बदलता है, परंतु अलग-अलग Band में बीच के Wavelength अनुपस्थित होते हैं। 

अवशोषण Spectrum (Absorption Spectrum) 

यदि सतत Wavelength वाला प्रकाश गैस, घोल या किसी अन्य पारदर्शी पदार्थ से गुजरे, तो वह पदार्थ कुछ विशेष Wavelength के प्रकाश को अधिक मात्रा में अवशोषित कर लेता है। इन पदार्थों से निकलते प्रकाश का Spectrum लेने पर एक सतत Spectrum मिलता है जिसमें बीच-बीच में कुछ Wavelength के स्थान पर अंधेरा रहता है। ऐसा Spectrum अवशोषण Spectrum कहलाता है और यह अवशोषित करने वाले पदार्थ के गुण को प्रदर्शित करता है (चित्र देखें)। 

अवशोषण Spectrum भी रेखीय Spectrum या Band Spectrum हो सकते हैं। सूर्य से आते प्रकाश का Spectrum भी अवशोषण Spectrum क्योंकि इसमें बहुत से Wavelength अनुपस्थित होते हैं। इन अनुपस्थित Wavelength को Fraunhofer lines भी कहते हैं और ये सूर्य की सतह में स्थित विभिन्न तत्त्वों के वाष्प द्वारा विशेष Wavelength के अवशोषण के कारण उत्पन्न होती हैं।