Kas yra spektroskopija?

Spektroskopija yra technika, kuriai atlikti energijos sąveika su mėginiu atliekama analizei.

Duomenys, gauti iš spektroskopijos, vadinami a spektras. Spektras yra energija aptinkamas atsižvelgiant į energijos bangos ilgį (arba masę, ar impulsą, dažnį ir kt.).

Spektras gali būti naudojamas gauti informaciją apie atominės ir molekulinės energijos lygius, molekulinės geometrijos, cheminiai ryšiai, molekulių sąveika ir susiję procesai. Dažnai imties komponentams identifikuoti naudojami spektrai (kokybinė analizė). Spektrai taip pat gali būti naudojami medžiagos kiekiui mėginyje išmatuoti (kiekybinė analizė).

Spektroskopinei analizei atlikti naudojami keli instrumentai. Paprasčiau tariant, spektroskopijai reikalingas energijos šaltinis (dažniausiai lazeris, tačiau tai gali būti jonų arba radiacijos šaltinis) ir įtaisas energijos šaltinio pokyčiui matuoti, kai jis sąveikauja su mėginiu (dažnai spektrofotometras arba interferometras).

Yra tiek daug skirtingų spektroskopijos rūšių, kiek yra energijos šaltinių! Štai keletas pavyzdžių:

Dangaus objektų energija naudojama analizuoti jų cheminę sudėtį, tankį, slėgį, temperatūrą, magnetinius laukus, greitį ir kitas savybes. Yra daugybė energijos rūšių (spektroskopijų), kurios gali būti naudojamos astronominėje spektroskopijoje.

Mėginio sugertoji energija naudojama jo charakteristikoms įvertinti. Kartais absorbuota energija iš mėginio išskiria šviesą, kurią galima išmatuoti tokiu metodu, kaip fluorescencijos spektroskopija.

Tai yra medžiagų plonose plėvelėse arba paviršiuose tyrimas. Mėginys vieną ar kelis kartus prasiskverbia iš energijos pluošto ir analizuojama atspindėta energija. Dangos ir nepermatomi skysčiai analizuojami naudojant susilpnintą bendro atspindžio spektroskopiją ir su ja susijusią techniką, vadinamą frustruota daugybine vidinio atspindžio spektroskopija.

Tai yra mikrobangų technika, pagrįsta elektroninių energijos laukų padalijimu magnetiniame lauke. Jis naudojamas mėginių, turinčių nesuporuotų elektronų, struktūroms nustatyti.

Yra keletas elektronų spektroskopijos rūšių, visos susijusios su elektroninės energijos lygio pokyčių matavimu.

Tai spektroskopinių metodų šeima, kurioje mėginys yra apšvitinamas visais svarbiais bangos ilgiai vienu metu trumpą laiką. Sugerties spektras gaunamas matematiškai analizuojant gautą energijos modelį.

Gama spinduliuotė yra energijos šaltinis tokio tipo spektroskopijoje, kuri apima aktyvacijos analizę ir Mossbauerio spektroskopiją.

Medžiagos infraraudonosios spinduliuotės absorbcijos spektras kartais vadinamas jos molekuliniu pirštų atspaudu. Nors infraraudonųjų spindulių spektroskopija dažnai naudojama medžiagoms identifikuoti, ji taip pat gali būti naudojama absorbuojančių molekulių kiekiui nustatyti.

Absorbcijos spektroskopija, fluorescencinė spektroskopija, Ramano spektroskopija ir padidinta paviršiaus paviršiaus Ramano spektroskopija dažniausiai kaip energijos šaltinį naudoja lazerio šviesą. Lazerinės spektroskopijos suteikia informacijos apie koherentinės šviesos sąveiką su medžiaga. Lazerio spektroskopija paprastai turi didelę skiriamąją gebą ir jautrumą.

Masės spektrometro šaltinis gamina jonus. Informacijos apie mėginį galima gauti analizuojant jonų dispersiją, kai jie sąveikauja su mėginiu, paprastai naudodami masės ir krūvio santykį.

Atliekant šio tipo spektroskopiją, kiekvienas užrašytas optinis bangos ilgis užkoduojamas garso dažniu, kuriame yra originali informacija apie bangos ilgį. Tada bangos ilgio analizatorius gali rekonstruoti pradinį spektrą.

Norėdami gauti informacijos apie mėginio cheminę sudėtį ir molekulinę struktūrą, gali būti naudojamas šviesos sklidimas pagal Raman molekulėmis.

Ši technika apima vidinių atomų elektronų sužadinimą, kuris gali būti vertinamas kaip rentgeno absorbcija. Rentgeno spinduliuotės fluorescencijos spinduliuotės spektras gali būti sukurtas, kai elektronas patenka iš aukštesnės energijos būklės į laisvą vietą, kurią sukuria sugertoji energija.