Ce este Spectroscopia?

Spectroscopia este o tehnică care folosește interacțiunea de energie cu un eșantion pentru a realiza o analiză.

Datele obținute prin spectroscopie se numesc a spectru. Un spectru este o diagramă a intensității energie detectat față de lungimea de undă (sau de masă sau moment sau frecvență etc.) a energiei.

Un spectru poate fi utilizat pentru a obține informații despre nivelurile de energie atomică și moleculară, geometrii moleculare, legături chimice, interacțiunile moleculelor și procesele conexe. Adesea, spectrele sunt utilizate pentru a identifica componentele unui eșantion (analiză calitativă). Spectrele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a măsura cantitatea de material dintr-un eșantion (analiză cantitativă).

Mai multe instrumente sunt utilizate pentru a efectua analiza spectroscopică. În termeni cei mai simpli, spectroscopia necesită o sursă de energie (de obicei un laser, dar aceasta ar putea fi o sursă ionică sau o sursă de radiație) și o dispozitiv pentru măsurarea schimbării sursei de energie după ce a interacționat cu proba (adesea un spectrofotometru sau interferometer).

Există la fel de multe tipuri diferite de spectroscopie pe cât există surse de energie! Aici sunt cateva exemple:

Energia provenită din obiecte cerești este utilizată pentru a analiza compoziția chimică, densitatea, presiunea, temperatura, câmpurile magnetice, viteza și alte caracteristici. Există multe tipuri de energie (spectroscopii) care pot fi utilizate în spectroscopie astronomică.

Energia absorbită de eșantion este utilizată pentru a evalua caracteristicile acestuia. Uneori, energia absorbită determină eliberarea luminii din probă, care poate fi măsurată printr-o tehnică precum spectroscopia fluorescentă.

Acesta este studiul substanțelor din filme subțiri sau pe suprafețe. Eșantionul este pătruns de un fascicul de energie de una sau de mai multe ori, iar energia reflectată este analizată. Spectroscopia cu reflectanță totală atenuată și tehnica aferentă numită spectroscopie multiplă de reflexie internă sunt utilizate pentru a analiza acoperirile și lichidele opace.

Aceasta este o tehnică cu microunde bazată pe împărțirea câmpurilor de energie electronică într-un câmp magnetic. Este utilizat pentru a determina structurile probelor care conțin electroni neperecheți.

Există mai multe tipuri de spectroscopie electronică, toate asociate cu măsurarea modificărilor nivelurilor de energie electronică.

Aceasta este o familie de tehnici spectroscopice în care eșantionul este iradiat de toți relevanți lungimi de unda simultan pentru o perioadă scurtă de timp. Spectrul de absorbție este obținut prin aplicarea unei analize matematice pe modelul energetic rezultat.

Radiație gamă este sursa de energie în acest tip de spectroscopie, care include analiza de activare și spectroscopie Mossbauer.

Spectrul de absorbție în infraroșu al unei substanțe este uneori numit amprenta moleculară a acesteia. Deși frecvent utilizat pentru identificarea materialelor, spectroscopia în infraroșu poate fi de asemenea folosită pentru a cuantifica numărul de molecule absorbante.

Spectroscopia de absorbție, spectroscopie de fluorescență, spectroscopie Raman și spectroscopie Raman îmbunătățită la suprafață folosesc frecvent lumina laser ca sursă de energie. Spectroscopiile cu laser oferă informații despre interacțiunea luminii coerente cu materia. Spectroscopia cu laser are în general rezoluție și sensibilitate ridicată.

O sursă de spectrometru de masă produce ioni. Informații despre un eșantion pot fi obținute analizând dispersia ionilor atunci când interacționează cu eșantionul, utilizând în general raportul masă-încărcare.

În acest tip de spectroscopie, fiecare lungime de undă optică care este înregistrată este codificată cu o frecvență audio care conține informațiile originale despre lungimea de undă. Un analizor de lungime de undă poate reconstrui apoi spectrul original.

Împrastierea Raman a luminii de către molecule poate fi utilizată pentru a furniza informații despre compoziția chimică a probei și structura moleculară.

Această tehnică implică excitarea electronilor interiori ai atomilor, care pot fi văzuți ca absorbție de raze X. Un spectru de emisie de fluorescență cu raze X poate fi produs atunci când un electron cade dintr-o stare energetică mai mare în postul vacant creat de energia absorbită.