Mi a spektroszkópia?

A spektroszkópia egy olyan technika, amely az energia és a minta kölcsönhatásait használja elemzés elvégzéséhez.

A spektroszkópiával nyert adatokat a-nak nevezzük színkép. A spektrum a energia az energia hullámhosszával (vagy tömegével, lendületével, frekvenciájával stb.) szemben érzékelve.

Egy spektrum felhasználható információk gyűjtésére az atomi és molekuláris energiaszintekről, molekuláris geometriák, kémiai kötések, molekulák kölcsönhatása és a kapcsolódó folyamatok. Gyakran spektrumokat használnak a minta összetevőinek azonosítására (kvalitatív elemzés). A spektrum felhasználható a mintában levő anyag mennyiségének mérésére (kvantitatív elemzés).

Számos műszert használnak spektroszkópos elemzéshez. A legegyszerűbben fogalmazva: a spektroszkópia energiaforrást (általában lézert, de ez lehet ion- vagy sugárforrás) és egy eszköz az energiaforrás változásának mérésére, miután kölcsönhatásba lépett a mintával (gyakran spektrofotométer vagy interferométer).

Olyan sokféle spektroszkópia létezik, mint energiaforrások! Íme néhány példa:

Mennyei tárgyakból származó energiát használják kémiai összetételük, sűrűségük, nyomás, hőmérséklet, mágneses mezők, sebesség és egyéb jellemzők elemzésére. Számos energiatípus (spektroszkópia) használható fel a csillagászati ​​spektroszkópiában.

A minta abszorbeált energiáját használják a jellemzők felmérésére. Az abszorbeált energia néha fényt bocsát ki a mintából, amelyet mérhetünk olyan módszerrel, mint például fluoreszcens spektroszkópia.

Ez az anyag vizsgálata vékony filmben vagy felületen. A mintát egy vagy többször behatol egy energianyalábba, és a visszavert energiát elemzik. A bevonatok és az átlátszatlan folyadékok elemzéséhez a tompított teljes reflexióspektroszkópiát és a kapcsolódó, frusztrált többszörös belső reflexiós spektroszkópiát használják.

Ez egy mikrohullámú technika, amelynek alapja az elektronikus energiamezők elosztása a mágneses mezőben. Párosítatlan elektronokat tartalmazó minták szerkezetének meghatározására szolgál.

Többféle elektronspektroszkópia létezik, amelyek mindegyike az elektronikus energiaszint változásának mérésével jár.

Ez egy spektroszkópiai módszercsalád, amelyben a mintát minden lényeges besugárzza hullámhossz egyidejűleg, rövid ideig. Az abszorpciós spektrumot úgy kapjuk, hogy matematikai elemzést alkalmazunk a kapott energiamintázatra.

Gamma sugárzás az energiaforrás az ilyen típusú spektroszkópiában, amely magában foglalja az aktivációs analízist és a Mossbauer spektroszkópiát.

Az anyag infravörös abszorpciós spektrumát néha molekuláris ujjlenyomatnak nevezik. Bár gyakran használják az anyagok azonosítására, infravörös spektroszkópiával is fel lehet használni az abszorbeáló molekulák számának meghatározására.

Az abszorpciós spektroszkópia, fluoreszcencia spektroszkópia, Raman spektroszkópia és felülettel javított Raman spektroszkópia általában lézerfényt használ energiaforrásként. A lézerespektroszkópiák információkat szolgáltatnak a koherens fény és az anyag kölcsönhatásáról. A lézer-spektroszkópia általában nagy felbontású és érzékeny.

Egy tömegspektrométer-forrás ionokat termel. Információkat kaphat a mintáról az ionok diszperziójának elemzésével, amikor azok kölcsönhatásba lépnek a mintával, általában a tömeg / töltés arány felhasználásával.

Az ilyen típusú spektroszkópia során minden rögzített optikai hullámhosszot az eredeti hullámhossz-információt tartalmazó audiofrekvencia kódol. Ezután egy hullámhosszú analizátor rekonstruálhatja az eredeti spektrumot.

A fény molekulák általi Raman-szórása felhasználható információk szolgáltatására a minta kémiai összetételéről és molekuláris szerkezetéről.

Ez a technika magában foglalja az atomok belső elektronjainak gerjesztését, amelyek röntgen abszorpciónak tekinthetők. Röntgen fluoreszcencia emisszióspektrum akkor állítható elő, ha egy elektron nagyobb energiájú állapotból az abszorbeált energia által létrehozott üres helyre esik.