Mis on spektroskoopia?

Spektroskoopia on tehnika, mille puhul kasutatakse energia interaktsiooni prooviga analüüsi tegemiseks.

Spektroskoopia abil saadud andmeid nimetatakse a-ks spekter. Spekter on graafik, mille intensiivsus on energia detekteeritud energia lainepikkuse (või massi või impulsi, sageduse jne) suhtes.

Spektrit saab kasutada teabe saamiseks aatomi ja molekulaarse energia taseme kohta, molekulaarsed geomeetriad, keemilised sidemed, molekulide interaktsioonid ja nendega seotud protsessid. Sageli kasutatakse valimi komponentide tuvastamiseks spektreid (kvalitatiivne analüüs). Spektrit võib kasutada ka proovis oleva materjali koguse mõõtmiseks (kvantitatiivne analüüs).

Spektroskoopilise analüüsi tegemiseks kasutatakse mitut instrumenti. Kõige lihtsamalt öeldes nõuab spektroskoopia energiaallikat (tavaliselt laserit, kuid see võib olla iooniallikas või kiirgusallikas) ja seade energiaallika muutuse mõõtmiseks pärast selle kokkupuudet prooviga (sageli spektrofotomeeter või interferomeeter).

Spektroskoopiatüüpe on sama palju kui energiaallikaid! siin on mõned näidised:

Taevaobjektidest saadavat energiat kasutatakse nende keemilise koostise, tiheduse, rõhu, temperatuuri, magnetväljade, kiiruse ja muude omaduste analüüsimiseks. Astronoomilises spektroskoopias võib kasutada palju energiatüüpe (spektroskoopiad).

Proovi neeldunud energiat kasutatakse selle omaduste hindamiseks. Mõnikord põhjustab neeldunud energia proovist valgust, mida võib mõõta näiteks fluorestsentsspektroskoopia abil.

See on õhukeste kihtide või pindade ainete uurimine. Proovi läbib üks või mitu korda energiakiir ja analüüsitakse peegeldunud energiat. Katete ja läbipaistmatute vedelike analüüsimiseks kasutatakse nõrgestatud summaarset peegeldusspektroskoopiat ja sellega seotud tehnikat, mida nimetatakse pettunud mitme sisemise peegelduse spektroskoopiaks.

See on mikrolainetehnika, mis põhineb elektrooniliste energiaväljade jagamisel magnetväljal. Seda kasutatakse paarimata elektrone sisaldavate proovide struktuuride määramiseks.

Elektronspektroskoopiat on mitut tüüpi, kõik need on seotud elektroonilise energia taseme muutuste mõõtmisega.

See on spektroskoopiliste tehnikate perekond, milles proovi kiiritatakse kõigi asjakohaste meetoditega lainepikkused samaaegselt lühikese aja jooksul. Neeldumisspekter saadakse saadud energiamustrile matemaatilise analüüsi abil.

Gammakiirgus on energiaallikas seda tüüpi spektroskoopias, mis hõlmab aktiveerimise analüüsi ja Mossbaueri spektroskoopiat.

Aine infrapuna neeldumisspektrit nimetatakse mõnikord selle molekulaarseks sõrmejäljeks. Infrapunaspektroskoopiat võib kasutada ka absorbeerivate molekulide arvu kvantifitseerimiseks, kuigi seda kasutatakse sageli materjalide identifitseerimiseks.

Neeldumisspektroskoopia, fluorestsentsspektroskoopia, Ramani spektroskoopia ja pinnaga täiustatud Ramani spektroskoopia kasutavad energiaallikana tavaliselt laservalgust. Laserspektroskoopiad pakuvad teavet koherentse valguse ja aine vahelise interaktsiooni kohta. Laser-spektroskoopia on üldiselt kõrge eraldusvõime ja tundlikkusega.

Massispektromeetri allikas tekitab ioone. Teavet proovi kohta võib saada ioonide dispersiooni analüüsimisel, kui need interakteeruvad prooviga, kasutades tavaliselt massi ja laengu suhet.

Seda tüüpi spektroskoopia korral kodeeritakse iga salvestatud optiline lainepikkus helisagedusega, mis sisaldab algset lainepikkuse teavet. Seejärel saab lainepikkuse analüsaator rekonstrueerida algspektri.

Valgu Ramani hajumist molekulide järgi võib kasutada teabe saamiseks proovi keemilise koostise ja molekulaarse struktuuri kohta.

See meetod hõlmab aatomite sisemiste elektronide ergastamist, mida võib pidada röntgenkiirguse neeldumiseks. Röntgenfluorestsentsi emissioonispektri võib tekitada siis, kui elektron langeb kõrgema energiaga olekust vaakumisse, mille loob neelduv energia.