ออปติคอลสเปคโทรสคืออะไร?

ออปติคอลสเปกโทรสโกปีเป็นวิธีการศึกษาคุณสมบัติของวัตถุทางกายภาพโดยพิจารณาจากการวัดว่าวัตถุปล่อยและโต้ตอบกับแสงอย่างไรมันสามารถใช้ในการวัดแอตทริบิวต์เช่นองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุอุณหภูมิและความเร็วมันเกี่ยวข้องกับแสงอัลตราไวโอเลตหรือแสงอินฟราเรดเพียงอย่างเดียวหรือในการรวมกันและเป็นส่วนหนึ่งของเทคนิคสเปกโทรสโกปีที่มีขนาดใหญ่กว่าที่เรียกว่าสเปกโทรสโกปีแม่เหล็กไฟฟ้าออปติคอลสเปกโทรสโกปีเป็นเทคนิคที่สำคัญในสาขาวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เช่นเคมีและดาราศาสตร์

วัตถุจะมองเห็นได้โดยการเปล่งหรือสะท้อนโฟตอนและความยาวคลื่นของโฟตอนเหล่านี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุพร้อมกับคุณลักษณะอื่น ๆ เช่นอุณหภูมิดวงตาของมนุษย์รับรู้ถึงการมีอยู่และไม่มีความยาวคลื่นที่แตกต่างกันเป็นสีที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่นโฟตอนที่มีความยาวคลื่น 620 ถึง 750 นาโนเมตรถูกมองว่าเป็นสีแดงและวัตถุที่ปล่อยออกมาหรือสะท้อนโฟตอนในช่วงนั้นเป็นสีแดงเป็นหลักการใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าสเปกโตรมิเตอร์สามารถวิเคราะห์แสงได้อย่างแม่นยำมากขึ้นการวัดที่แม่นยำนี้ mdash; รวมกับความเข้าใจในคุณสมบัติที่แตกต่างกันของแสงที่สารต่าง ๆ ผลิตสะท้อนหรือดูดซับภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ mdash; เป็นพื้นฐานของสเปกโทรสโกปีออปติคัล

องค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบที่แตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างทางกลของควอนตัมในอะตอมและโมเลกุลที่ประกอบไปด้วยพวกมันแสงที่วัดโดยสเปกโตรมิเตอร์หลังจากแสงสะท้อนผ่านผ่านหรือปล่อยออกมาจากวัตถุที่ศึกษามีสิ่งที่เรียกว่าเส้นสเปกตรัมเส้นเหล่านี้มีความไม่ต่อเนื่องของแสงหรือความมืดในสเปกตรัมที่บ่งบอกถึงจำนวนโฟตอนที่มีความยาวคลื่นเฉพาะสูงหรือผิดปกติสารต่าง ๆ ผลิตเส้นสเปกตรัมที่โดดเด่นซึ่งสามารถใช้ในการระบุได้เส้นสเปกตรัมเหล่านี้ยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นอุณหภูมิของวัตถุและความเร็วดังนั้นสเปกโทรสโกปีจึงสามารถใช้ในการวัดสิ่งเหล่านี้ได้เช่นกันนอกเหนือจากความยาวคลื่นแล้วลักษณะอื่น ๆ ของแสงเช่นความเข้มยังสามารถให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์

สเปกโทรสโกปีออปติคัลสามารถทำได้ในหลายวิธีขึ้นอยู่กับสิ่งที่กำลังศึกษาอยู่แต่ละสเปกโตรมิเตอร์เป็นอุปกรณ์พิเศษที่มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์ที่แม่นยำของชิ้นส่วนที่แคบและแคบของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าดังนั้นพวกเขาจึงมีอยู่ในหลากหลายประเภทสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน

สเปกโทรสโกปีที่สำคัญหนึ่งชนิดที่เรียกว่าการดูดซับสเปกโทรสโกปีขึ้นอยู่กับการระบุความยาวคลื่นของแสงที่ดูดซับโดยการวัดโฟตอนที่อนุญาตให้ผ่านแสงสามารถผลิตได้โดยเฉพาะเพื่อจุดประสงค์นี้ด้วยอุปกรณ์เช่นโคมไฟหรือเลเซอร์หรืออาจมาจากแหล่งธรรมชาติเช่นแสงดาวมันมักจะใช้กับก๊าซซึ่งแพร่กระจายมากพอที่จะโต้ตอบกับแสงในขณะที่ยังคงอนุญาตให้มันผ่านการดูดซึมสเปกโทรสโกปีมีประโยชน์สำหรับการระบุสารเคมีและสามารถใช้เพื่อแยกความแตกต่างขององค์ประกอบหรือสารประกอบในส่วนผสม

วิธีนี้ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งในดาราศาสตร์สมัยใหม่และมักจะใช้เพื่อศึกษาอุณหภูมิและองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุท้องฟ้าสเปกโทรสโกปีทางดาราศาสตร์ยังวัดความเร็วของวัตถุที่อยู่ห่างไกลโดยการใช้ประโยชน์จากผลกระทบของ Dopplerคลื่นแสงจากวัตถุที่เคลื่อนไปทางผู้สังเกตการณ์ดูเหมือนจะมีความถี่สูงกว่าและทำให้ความยาวคลื่นต่ำกว่าคลื่นแสงจากวัตถุที่เหลือเมื่อเทียบกับผู้สังเกตการณ์ในขณะที่คลื่นจากวัตถุที่เคลื่อนที่ออกไปดูเหมือนจะมีความถี่ต่ำปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่า blueshift และ redshift ตามลำดับเนื่องจากการเพิ่มความถี่ของคลื่นของแสงที่มองเห็นได้เคลื่อนไปทางปลายสีน้ำเงิน/สีม่วงของสเปกตรัมในขณะที่การลดความถี่จะเคลื่อนไปสู่สีแดงRoscopy เรียกว่า Emissions Spectroscopyเมื่ออะตอมหรือโมเลกุลตื่นเต้นกับแหล่งพลังงานภายนอกเช่นแสงหรือความร้อนพวกเขาจะเพิ่มระดับพลังงานชั่วคราวก่อนที่จะกลับไปที่สถานะพื้นของพวกเขาเมื่ออนุภาคที่ตื่นเต้นกลับสู่สถานะพื้นดินพวกเขาจะปล่อยพลังงานส่วนเกินในรูปแบบของโฟตอนเช่นเดียวกับกรณีที่มีการดูดซับสารต่าง ๆ จะปล่อยโฟตอนที่มีความยาวคลื่นที่แตกต่างกันซึ่งสามารถวัดและวิเคราะห์ได้ในรูปแบบทั่วไปของเทคนิคนี้ที่เรียกว่าสเปกโทรสโกปีเรืองแสงตัวแบบที่ถูกวิเคราะห์จะได้รับพลังงานด้วยแสงซึ่งมักจะเป็นแสงอัลตราไวโอเลตในสเปกโทรสโกปีการปล่อยอะตอมไฟฟ้าไฟฟ้าหรือพลาสมาถูกนำมาใช้

สเปกโทรสโกปีเรืองแสงมักใช้ในชีววิทยาและการแพทย์เนื่องจากเป็นความเสียหายต่อวัสดุชีวภาพน้อยกว่าวิธีอื่น ๆ และเนื่องจากโมเลกุลอินทรีย์บางชนิดเป็นธรรมชาติสเปกโทรสโกปีการดูดซับอะตอมใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมีและมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับโลหะสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนอะตอมชนิดต่าง ๆ ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เช่นการระบุแร่ธาตุที่มีค่าในแร่การวิเคราะห์หลักฐานจากฉากอาชญากรรมและการควบคุมคุณภาพในการควบคุมคุณภาพและอุตสาหกรรม