Spektroskoopia on aine ja elektromagnetilise spektri mis tahes osa vahelise interaktsiooni analüüs. Traditsiooniliselt hõlmas spektroskoopia nähtav spekter valguse, kuid röntgen-, gamma- ja UV-spektroskoopia on samuti väärtuslikud analüüsimeetodid. Spektroskoopia võib hõlmata mis tahes interaktsiooni valguse ja mateeria vahel, sealhulgas imendumine, emissioon, hajumine jne.
Spektroskoopia abil saadud andmed esitatakse tavaliselt järgmiselt: spekter (mitmus: spektrid), mis on mõõdetava teguri graafik funktsioonina kas sagedusest või lainepikkusest. Levinumad näited on emissioonispektrid ja neeldumisspektrid.
Kuidas spektroskoopia töötab
Kui proovi läbib elektromagnetilise kiirguse kiir, interakteeruvad footonid prooviga. Neid võib neelata, peegeldada, refrakseerida jne. Neeldunud kiirgus mõjutab proovis olevaid elektrone ja keemilisi sidemeid. Mõnel juhul põhjustab neeldunud kiirgus madalama energiaga footonite emissiooni.
Spektroskoopiaga uuritakse, kuidas langev kiirgus mõjutab proovi. Emissiooni- ja neeldumisspektreid saab kasutada materjali kohta teabe saamiseks. Kuna interaktsioon sõltub kiirguse lainepikkusest, on spektroskoopiat palju erinevaid.
Spektroskoopia versus spektromeetria
Praktikas terminid spektroskoopia ja spektromeetria kasutatakse vaheldumisi (v.a. massispektromeetria), kuid need kaks sõna ei tähenda täpselt sama asja. Spektroskoopia pärineb ladinakeelsest sõnast specere, mis tähendab "vaatama" ja kreeka sõna skopia, mis tähendab "nägema". Aasta lõpp spektromeetria pärineb kreeka sõnast metria, mis tähendab "mõõta". Spektroskoopia uurib süsteemi tekitatavat elektromagnetilist kiirgust või süsteemi ja valguse vastasmõju, tavaliselt mittepurustaval viisil. Spektromeetria on elektromagnetilise kiirguse mõõtmine süsteemi kohta teabe saamiseks. Teisisõnu, spektromeetriat võib pidada spektrite uurimise meetodiks.
Spektromeetria näited hõlmavad massispektromeetriat, Rutherfordi hajumisspektromeetriat, ioonide liikuvuse spektromeetriat ja neutronide kolmteljelist spektromeetriat. Spektromeetrias toodetud spektrid ei ole tingimata intensiivsus versus sagedus või lainepikkus. Näiteks massispektromeetria spekter joonistab intensiivsuse ja osakeste massi.
Teine levinud termin on spektrograafia, mis viitab eksperimentaalse spektroskoopia meetoditele. Nii spektroskoopia kui ka spektrograafia viitavad kiirguse intensiivsusele sõltuvalt lainepikkusest või sagedusest.
Spektraalsete mõõtmiste tegemiseks kasutatavate seadmete hulka kuuluvad spektromeetrid, spektrofotomeetrid, spektraalanalüsaatorid ja spektrograafid.
Kasutab
Spektroskoopiat saab kasutada proovide ühendite olemuse tuvastamiseks. Seda kasutatakse keemiliste protsesside kulgemise jälgimiseks ja toodete puhtuse hindamiseks. Seda saab kasutada ka elektromagnetilise kiirguse mõju mõõtmiseks proovile. Mõnel juhul saab seda kasutada kiirgusallikaga kokkupuute intensiivsuse või kestuse määramiseks.
Klassifikatsioonid
Spektroskoopia tüüpide klassifitseerimiseks on mitu viisi. Meetodeid võib rühmitada vastavalt kiirguse energia tüübile (nt elektromagnetiline kiirgus, akustilised rõhulained, elektronidena), uuritava materjali tüüp (nt aatomid, kristallid, molekulid, aatomituumad), materjali ja energia (nt emissioon, neeldumine, elastne hajumine) või spetsiifilised rakendused (nt Fourier 'teisendusspektroskoopia, ümmargune dikroism spektroskoopia).