Spektroskopia jest analizą interakcji między materią i dowolną częścią widma elektromagnetycznego. Tradycyjnie spektroskopia obejmowała widmo widzialne światła, ale spektroskopia rentgenowska, gamma i UV również są cennymi technikami analitycznymi. Spektroskopia może obejmować dowolne interakcje między światłem a materią, w tym wchłanianie, emisja, rozpraszanie itp.
Dane uzyskane ze spektroskopii są zwykle przedstawiane jako widmo (liczba mnoga: widma), to jest wykres współczynnika mierzonego w funkcji częstotliwości lub długości fali. Widma emisyjne i widma absorpcyjne są częstymi przykładami.
Jak działa spektroskopia
Kiedy wiązka promieniowania elektromagnetycznego przechodzi przez próbkę, fotony oddziałują z próbką. Mogą być pochłaniane, odbijane, załamywane itp. Promieniowanie pochłonięte wpływa na elektrony i wiązania chemiczne w próbce. W niektórych przypadkach pochłonięte promieniowanie prowadzi do emisji fotonów o niższej energii.
Spektroskopia sprawdza, jak promieniowanie padające wpływa na próbkę. Widma emitowane i pochłaniane można wykorzystać do uzyskania informacji o materiale. Ponieważ interakcja zależy od długości fali promieniowania, istnieje wiele różnych rodzajów spektroskopii.
Spektroskopia kontra spektrometria
W praktyce warunki spektroskopia i spektrometria są używane zamiennie (z wyjątkiem spekrtometria masy), ale te dwa słowa nie oznaczają dokładnie tego samego. Spektroskopia pochodzi od łacińskiego słowa specere, co oznacza „patrzeć” i greckie słowo skopia, co oznacza „widzieć”. Zakończenie spektrometria pochodzi od greckiego słowa metria, co oznacza „mierzyć”. Spektroskopia bada promieniowanie elektromagnetyczne wytwarzane przez układ lub interakcję między układem a światłem, zwykle w sposób nieniszczący. Spektrometria to pomiar promieniowania elektromagnetycznego w celu uzyskania informacji o systemie. Innymi słowy, spektrometrię można uznać za metodę badania widm.
Przykłady spektrometrii to spektrometria masowa, spektrometria rozpraszająca Rutherforda, spektrometria ruchliwości jonów i trzyosiowa spektrometria neutronowa. Widma wytwarzane przez spektrometrię niekoniecznie są intensywnością w zależności od częstotliwości lub długości fali. Na przykład widmo spektrometrii mas wykreśla intensywność w zależności od masy cząstek.
Innym popularnym terminem jest spektrografia, która odnosi się do metod spektroskopii eksperymentalnej. Zarówno spektroskopia, jak i spektrografia dotyczą intensywności promieniowania w zależności od długości fali lub częstotliwości.
Urządzenia stosowane do wykonywania pomiarów spektralnych obejmują spektrometry, spektrofotometry, analizatory spektralne i spektrografy.
Używa
Spektroskopia może być wykorzystana do identyfikacji natury związków w próbce. Służy do monitorowania postępu procesów chemicznych i oceny czystości produktów. Można go również wykorzystać do pomiaru wpływu promieniowania elektromagnetycznego na próbkę. W niektórych przypadkach można to wykorzystać do określenia intensywności lub czasu trwania narażenia na źródło promieniowania.
Klasyfikacje
Istnieje wiele sposobów klasyfikowania rodzajów spektroskopii. Techniki można pogrupować według rodzaju energii promieniowania (np. Promieniowanie elektromagnetyczne, fale ciśnienia akustycznego, cząstki takie jako elektrony), rodzaj badanego materiału (np. atomy, kryształy, cząsteczki, jądra atomowe), interakcja między materiałem a energia (np. emisja, absorpcja, rozpraszanie sprężyste) lub określone zastosowania (np. spektroskopia z transformacją Fouriera, dichroizm kołowy spektroskopia).