Absorption band
کوانٹم میکانکس میں، جذب بینڈ برقی مقناطیسی سپیکٹرم میں طول موج، تعدد یا توانائیوں کی ایک رینج ہے جو کسی مادے میں ابتدائی سے حتمی حالت میں کسی خاص منتقلی کی خصوصیت ہے۔ کوانٹم میکانکس کے مطابق، ایٹم اور مالیکیول صرف مخصوص مقدار میں توانائی رکھ سکتے ہیں، یا مخصوص حالتوں میں موجود ہو سکتے ہیں۔ جب برقی مقناطیسی تابکاری کا ایسا کوانٹا کسی ایٹم یا مالیکیول کے ذریعے خارج یا جذب کیا جاتا ہے، تو تابکاری کی توانائی ایٹم یا مالیکیول کی حالت کو ابتدائی حالت سے حتمی حالت میں بدل دیتی ہے۔ کوانٹم میکانکس کے مطابق، ایٹم اور مالیکیول صرف مخصوص مقدار میں توانائی کو برقرار رکھ سکتے ہیں، یا مخصوص حالتوں میں موجود ہو سکتے ہیں۔ جب برقی مقناطیسی تابکاری کسی ایٹم یا مالیکیول کے ذریعے جذب ہوتی ہے تو تابکاری کی توانائی ایٹم یا مالیکیول کی حالت کو ابتدائی حالت سے حتمی حالت میں بدل دیتی ہے۔ ایک مخصوص توانائی کی حد میں حالتوں کی تعداد غیر متزلزل توانائی کی سطحوں کے ساتھ گیسی یا پتلے نظاموں کے لیے غیر متزلزل ہوتی ہے۔ گاڑھا نظام، جیسے مائع یا ٹھوس، حالتوں کی تقسیم کی مسلسل کثافت رکھتے ہیں اور اکثر مسلسل توانائی کے بینڈ رکھتے ہیں۔ کسی شے کو اپنی توانائی کو تبدیل کرنے کے لیے اسے فوٹون کے جذب کے ذریعے "مراحل" کے سلسلے میں ایسا کرنا چاہیے۔ جذب کرنے کا یہ عمل کسی ذرہ کو، جیسے الیکٹران، کسی زیر قبضہ حالت سے خالی یا غیر آباد حالت میں منتقل کر سکتا ہے۔ یہ ایک پورے کمپن یا گھومنے والے نظام کو، جیسے کہ ایک مالیکیول، ایک کمپن یا گردش کی حالت سے دوسری حالت میں منتقل کر سکتا ہے یا یہ کسی ٹھوس میں فونون یا پلازمون جیسے قوسی پارٹیکل بنا سکتا ہے۔ برقی مقناطیسی منتقلی جب کوئی فوٹون جذب ہوتا ہے تو فوٹون کا برقی مقناطیسی میدان غائب ہو جاتا ہے کیونکہ یہ فوٹون کو جذب کرنے والے نظام کی حالت میں تبدیلی کا آغاز کرتا ہے۔ توانائی، مومنٹم، اینگولر مومنٹم، مقناطیسی دو قطبی مومنٹ اور برقی دو قطبی مومنٹ کو فوٹون سے نظام میں منتقل کیا جاتا ہے۔ چونکہ تحفظ کے قوانین موجود ہیں، جنہیں پورا کرنا ہوتا ہے، اس لیے منتقلی کو متعدد رکاوٹوں کو پورا کرنا پڑتا ہے۔ اس کے نتیجے میں انتخاب کے اصولوں کا ایک سلسلہ شروع ہوتا ہے۔ ایسی کوئی منتقلی کرنا ممکن نہیں ہے جو مشاہدہ کی جانے والی توانائی یا تعدد کی حد میں ہو۔ برقی مقناطیسی جذب کے عمل کی طاقت کا تعین بنیادی طور پر دو عوامل سے ہوتا ہے۔ سب سے پہلے یہ سمجھنا ضروری ہے کہ وہ ٹرانزیشن جو صرف نظام کے مقناطیسی ڈایٔی پول مومنٹ کو تبدیل کرتی ہیں، برقی ڈایٔی پول مومنٹ کو تبدیل کرنے والی ٹرانزیشن کے مقابلے میں بہت کمزور ہوتی ہیں اور یہ کہ کواڈروپول ٹرانزیشن جیسے اعلی ترتیب کے لمحات میں ٹرانزیشن ڈایٔی پول ٹرانزیشن سے کمزور ہوتی ہیں۔ دوسرا، تمام ٹرانزیشن میں ایک ہی ٹرانزیشن میٹرکس عنصر، جذب گتانک یا آسکیلیٹر کی طاقت نہیں ہوتی ہے۔ کچھ قسم کے بینڈ یا سپیکٹروسکوپک مضامین کے لیے درجہ حرارت اور شماریاتی میکانکس ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ (دور) اورکت کے لیے، مائکروویو اور ریڈیو فریکوئنسی درجہ حرارت پر منحصر حالتوں کے قبضے کی تعداد کی حدود اور بوس آئن سٹائن کے اعداد و شمار اور فرمی ڈیراک کے اعداد و شمار کے درمیان فرق مشاہدہ شدہ جذب کی شدت کا تعین کرتا ہے۔ دیگر توانائی کی حدود کے لیے تھرمل حرکت کے اثرات، جیسے ڈوپلر کو چوڑا کرنا لائن کی چوڑائی کا تعین کر سکتا ہے۔ بینڈ اور لائن کی شکل جذب بینڈ اور لائن کی شکلوں کی ایک وسیع اقسام موجود ہیں، اور بینڈ یا لائن کی شکل کا تجزیہ اس نظام کے بارے میں معلومات کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جو اس کی وجہ بنتا ہے۔ بہت سے معاملات میں یہ فرض کرنا آسان ہے کہ ایک تنگ سپیکٹرم لائن ایک لورینٹزیئن یا گوسیئن ہے، جو بالترتیب ڈیک میکانزم یا درجہ حرارت کے اثرات جیسے ڈوپلر چوڑائی پر منحصر ہے۔ سپیکٹرم کی کثافت اور شدت، چوڑائی اور سپیکٹرم لائنوں کی شکل کا تجزیہ بعض اوقات مشاہدہ شدہ نظام کے بارے میں بہت زیادہ معلومات حاصل کر سکتا ہے جیسا کہ ماسباؤر سپیکٹرم کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ میکرو مالیکیولز اور بڑے کنجوگیٹڈ سسٹمز جیسی حالتوں کی بہت بڑی تعداد والے نظاموں میں جذب سپیکٹرم میں الگ الگ توانائی کی سطحوں کو ہمیشہ ممتاز نہیں کیا جا سکتا۔ اگر لکیر کو وسیع کرنے کا طریقہ کار معلوم ہے اور اس کی شکل سپیکٹرم میں واضح طور پر نظر آتی ہے، تو مطلوبہ ڈیٹا حاصل کرنا ممکن ہے۔ بعض اوقات تجزیہ کے لیے بینڈ کی نچلی یا اوپری حدود یا اس کی پوزیشن کو جاننا کافی ہوتا ہے۔ گاڑھا مادے اور ٹھوس مادوں کے لیے جذب بینڈ کی شکل کا تعین اکثر ریاستوں کی تقسیم کی مسلسل کثافت میں ریاستوں کے درمیان منتقلی کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ کرسٹل کے لیے الیکٹرانک بینڈ ڈھانچہ حالتوں کی کثافت کا تعین کرتا ہے۔ سیالوں، شیشوں اور بے ساختہ ٹھوسوں میں کوئی لمبی رینج کا ارتباط نہیں ہوتا ہے اور منتشر تعلقات آئسوٹروپک ہوتے ہیں۔ اس سے حالتوں کی کثافت جذب بینڈ کی شکلوں کے حساب کتاب کو آسان بناتا ہے۔ چارج ٹرانسفر کمپلیکس اور کنجوگیٹڈ سسٹمز کے لیے بینڈ کی چوڑائی کا تعین مختلف عوامل سے ہوتا ہے۔ الیکٹرانک ٹرانزیشنز ایٹموں، مالیکیولز اور گاڑھا مادے میں برقی مقناطیسی ٹرانزیشنز بنیادی طور پر یو وی اور سپیکٹرم کے مرئی حصے سے مطابقت رکھنے والی توانائیوں پر ہوتی ہیں۔ ایٹموں میں بنیادی الیکٹرانوں اور بہت سے دوسرے مظاہر کا مشاہدہ ایکس رے توانائی کی حد میں ایکس اے ایس کے مختلف برانڈز کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ جوہری مرکزوں میں برقی مقناطیسی منتقلی، جیسا کہ موسباؤر سپیکٹروسکوپی میں مشاہدہ کیا گیا ہے، سپیکٹرم کے گاما شعاع والے حصے میں ہوتی ہے۔ وہ اہم عوامل جو سپیکٹرم لائن کو سالماتی ٹھوس کے جذب بینڈ میں وسیع کرنے کا سبب بنتے ہیں وہ نمونے میں موجود مالیکیولز کی کمپن اور گردشی توانائیوں کی تقسیم ہیں (اور ان کی پرجوش حالتوں کی بھی)۔ ٹھوس کرسٹل میں جذب بینڈ کی شکل کا تعین کرسٹل ڈھانچے میں الیکٹرانک حالتوں یا جالی کے کمپن، جسے فونون کہتے ہیں، کی ابتدائی اور آخری حالتوں کی حالتوں کی کثافت سے ہوتا ہے۔ گیس فیز سپیکٹروسکوپی میں، ان عوامل کے ذریعہ فراہم کردہ باریک ڈھانچے کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے، لیکن سولیوشن اسٹیٹ سپیکٹروسکوپی میں، سالماتی مائیکرو ماحول میں فرق ہموار بینڈ دینے کے لیے ڈھانچے کو مزید وسیع کرتا ہے۔ مالیکیولز کے الیکٹرانک ٹرانزیشن بینڈ دسیوں سے لے کر کئی سو نینو میٹر تک چوڑے ہو سکتے ہیں۔ کمپن کی منتقلی کمپن کی منتقلی اور نظری فونون کی منتقلی سپیکٹرم کے اورکت حصے میں تقریبا 1-30 مائکرو میٹر کی طول موج پر ہوتی ہے۔ گردش کی منتقلی دور اورکت اور مائکروویو علاقوں میں ہوتی ہے۔ ریڈیو فریکوئنسی رینج میں دیگر منتقلی جذب بینڈ این ایم آر سپیکٹروسکوپی میں پائے جاتے ہیں۔ تعدد کی حدود اور شدت کا تعین مرکزوں کے مقناطیسی لمحے سے ہوتا ہے جو مشاہدہ کیا جاتا ہے، اطلاق شدہ مقناطیسی میدان اور مقناطیسی ریاستوں کے درجہ حرارت کے قبضے کی تعداد میں فرق۔ ایپلی کیشنز وسیع جذب بینڈ والے مواد کو روغنوں، رنگوں اور نظری فلٹرز میں لگایا جا رہا ہے۔ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ، زنک آکسائیڈ اور کروموفورز کو سن اسکرین میں یو وی جذب کرنے والے اور عکاسی کرنے والے کے طور پر لگایا جاتا ہے۔ آکسیجن میں ماحولیاتی طبیعیات دان کے لیے دلچسپی کے جذب بینڈ: ہاپ فیلڈ بینڈ، بہت مضبوط، بالائے بنفشی میں تقریبا 67 اور 100 نینو میٹر کے درمیان (جان جے ہاپ فیلڈ کے نام سے منسوب) ؛ 101.9 اور 130 نینو میٹر کے درمیان ایک پھیلا ہوا نظام ؛ شومن-رنگ تسلسل، بہت مضبوط، 135 اور 176 نینو میٹر کے درمیان ؛ شومن-رنگ بینڈ 176 اور 192.6 نینو میٹر کے درمیان (وکٹر شومن اور کارل رنگ کے نام سے منسوب) ؛ ہرزبرگ بینڈ 240 اور 260 نینو میٹر کے درمیان (گیرہارڈ ہرزبرگ کے نام سے منسوب) ؛ مرئی سپیکٹرم میں 538 اور 771 نینو میٹر کے درمیان ماحولیاتی بینڈ ؛ بشمول آکسیجن δ۔ اوزون میں: بالائے بنفشی میں ہارٹلی بینڈ 200 اور 300 نینو میٹر کے درمیان، 255 نینو میٹر پر انتہائی شدید زیادہ سے زیادہ جذب کے ساتھ (والٹر نوئل ہارٹلی کے نام سے منسوب) ؛ ہگنس بینڈ، 320 اور 360 نینو میٹر کے درمیان کمزور جذب (سر ولیم ہگنس کے نام سے منسوب) ؛ چیپوئس بینڈ (بعض اوقات غلط ہجے "چیپیئس")، مرئی سپیکٹرم میں 375 اور 650 نینو میٹر کے درمیان ایک کمزور پھیلاؤ نظام (جے چیپوئس کے نام سے منسوب) ؛ اور 700 نینو میٹر سے آگے اورکت میں وولف بینڈ، جو 4,700، 9,600 اور 14,100 نینو میٹر پر مرکوز ہے، مؤخر الذکر سب سے زیادہ شدید ہے (اولیور آر وولف کے نام سے منسوب)۔ نائٹروجن میں: لیمن-برج-ہاپ فیلڈ بینڈ، جنہیں بعض اوقات برج-ہاپ فیلڈ بینڈ کے نام سے جانا جاتا ہے، دور بالائے بنفشی میں: 140-170 این ایم (تھیوڈور لیمن، ریمنڈ ٹی برج، اور جان جے ہاپ فیلڈ کے نام سے منسوب) فرینک-کونڈن اصول سپیکٹروسکوپی سپیکٹرل لائن حوالہ جات سپیکٹروسکوپی بھی دیکھیں۔