Mi az optikai spektroszkópia?

Az optikai spektroszkópia a fizikai objektumok tulajdonságainak tanulmányozására szolgál, annak mérésére, hogy egy objektum hogyan bocsát ki és kölcsönhatásba lép a fényvel.Használható az attribútumok, például egy objektum kémiai összetételének, hőmérsékletének és sebességének mérésére.Ez magában foglalja a látható, ultraibolya vagy infravörös fényt, önmagában vagy kombinációban, és része az elektromágneses spektroszkópiának nevezett spektroszkópos technikák nagyobb csoportjának.Az optikai spektroszkópia fontos módszer a modern tudományos területeken, például a kémiában és a csillagászatban.Az emberi szem a különböző hullámhosszok jelenlétét és hiányát különböző színeknek tekinti.Például a 620-750 nanométer hullámhosszú fotonokat vörösnek tekintik, és így egy olyan tárgy, amely elsősorban a fotonokat bocsátja ki vagy tükrözi abban a tartományban, pirosnak tűnik.A spektrométernek nevezett eszköz használatával a fény sokkal nagyobb pontossággal elemezhető.Ez a pontos mérés és mdash; a különféle anyagok által termel, tükrözi vagy elnyelő fény különböző tulajdonságainak megértésével kombinálva. Az optikai spektroszkópia alapja.Az őket alkotó atomok és molekulák kvantummechanikai különbségei miatt.A megvizsgált objektum tükröződése, átjutott vagy kibocsátott spektrométerrel mért fényt a spektrométerrel mért fény.Ezek a vonalak a spektrumban a fény vagy a sötétség éles folytonosságai, amelyek szokatlanul magas vagy szokatlanul alacsony számú fotonszámot jeleznek az adott hullámhosszúságú fotonoknál.A különböző anyagok megkülönböztető spektrális vonalakat hoznak létre, amelyek felhasználhatók azok azonosításához.Ezeket a spektrális vonalakat olyan tényezők is befolyásolják, mint például az objektum hőmérséklete és sebessége, tehát a spektroszkópia is felhasználható ezek mérésére is.A hullámhosszon kívül a fény más tulajdonságai, például intenzitása is hasznos információkat szolgáltathatnak.

Az optikai spektroszkópia többféle módon is elvégezhető, attól függően, hogy mit vizsgálnak.Az egyes spektrométerek speciális eszközök, amelyek az elektromágneses spektrum specifikus, keskeny részeinek pontos elemzésére összpontosítanak.Ezért sokféle típusban léteznek a különböző alkalmazásokhoz.

Az optikai spektroszkópia egyik fő típusa, az úgynevezett abszorpciós spektroszkópia, azon alapul, hogy a fény hullámhosszainak mely hullámhossza elnyeli az áthaladását lehetővé tevő fotonok mérésével.A fény kifejezetten erre a célra előállítható olyan berendezésekkel, mint lámpák vagy lézerek, vagy természetes forrásból származhat, például a Starlight -ból.Leggyakrabban gázokkal használják, amelyek elég diffúzak ahhoz, hogy kölcsönhatásba lépjenek a fényhöz, miközben lehetővé teszik, hogy áthaladjon.Az abszorpciós spektroszkópia hasznos a vegyi anyagok azonosításához, és felhasználható az elemek vagy vegyületek megkülönböztetésére egy keverékben.

Ez a módszer rendkívül fontos a modern csillagászatban is, és gyakran használják az égi tárgyak hőmérsékletének és kémiai összetételének tanulmányozására.A csillagászati spektroszkópia a távoli tárgyak sebességét is méri a Doppler -hatás kihasználásával.A megfigyelő felé mozgó objektumból származó fényhullámok magasabb frekvenciákkal rendelkeznek, és így alacsonyabb hullámhosszúságúak, mint a objektum fényhullámai a megfigyelőhez viszonyítva, míg a távozó objektum hullámai alacsonyabb frekvenciákkal rendelkeznek.Ezeket a jelenségeket blueshift és vöröseltolódásnak nevezzük, mivel a látható fényhullám frekvenciájának emelése a spektrum kék/ibolya vége felé mozgatja, miközben a frekvenciát a vörös felé mozgatja.

Az optikai SP egy másik fontos formájaAz ektroszkópiát kibocsátási spektroszkópiának nevezzük.Amikor az atomokat vagy a molekulákat egy külső energiaforrás, például fény vagy hő gerjeszti, akkor az energiaszint ideiglenesen növekszik, mielőtt visszatérnek az alapállapotukba.Amikor a gerjesztett részecskék visszatérnek az alapállapotukba, felszabadítják a felesleges energiát fotonok formájában.Mint az abszorpció esetében, a különböző anyagok különböző hullámhosszú fotonokat bocsátanak ki, amelyeket ezután meg lehet mérni és elemezni.Ennek a technikának az egyik általános formájában, az úgynevezett fluoreszcencia -spektroszkópiának, az elemzett alanyt fény, általában ultraibolya fény táplálja.Az atomi kibocsátások során spektroszkópiát használnak, tűz, villamos energia vagy plazma.Az atom abszorpciós spektroszkópiát használják a kémiai elemzéshez, és különösen hatékony a fémek kimutatására.Különböző típusú atomabszorpciós spektroszkópiát használnak olyan célokra, mint például az ércekben lévő értékes ásványok azonosítására, a bűncselekmények jeleneteiből származó bizonyítékok elemzésére, valamint a kohászat és az ipar minőség -ellenőrzésének fenntartása.