Spektroskopia on aineen ja minkä tahansa sähkömagneettisen spektrin osan vuorovaikutuksen analysointi. Perinteisesti spektroskopia sisälsi näkyvä spektri valoa, mutta myös röntgen-, gamma- ja UV-spektroskopia ovat arvokkaita analyyttisiä tekniikoita. Spektroskopia voi sisältää minkä tahansa vuorovaikutuksen valon ja aineen välillä, mukaan lukien imeytyminen, päästö, sironta jne.
Spektroskopialla saadut tiedot esitetään yleensä muodossa spektri (monikko: spektrit), joka on kuvaaja mitattavasta tekijästä joko taajuuden tai aallonpituuden funktiona. Päästö- ja absorptiospektrit ovat yleisiä esimerkkejä.
Kuinka spektroskopia toimii
Kun sähkömagneettisen säteilyn säde kulkee näytteen läpi, fotonit ovat vuorovaikutuksessa näytteen kanssa. Ne voivat imeytyä, heijastua, taittua jne. Imeytynyt säteily vaikuttaa näytteen elektroniin ja kemiallisiin sidoksiin. Joissakin tapauksissa absorboitunut säteily johtaa alhaisemman energian fotonien säteilyyn.
Spektroskopialla tarkastellaan miten tapahtuva säteily vaikuttaa näytteeseen. Emissio- ja absorboituneita spektrejä voidaan käyttää tiedon saamiseksi materiaalista. Koska vuorovaikutus riippuu säteilyn aallonpituudesta, on monia erityyppisiä spektroskopioita.
Spektroskopia vs. spektrometria
Käytännössä termit spektroskopia ja spektrometria joita käytetään vaihtokelpoisesti (paitsi massaspektrometria), mutta nämä kaksi sanaa eivät tarkoita täsmälleen samaa asiaa. spektroskopia tulee latinalaisesta sanasta specere, joka tarkoittaa "katsomaan" ja kreikan sanaa Skopia, joka tarkoittaa "nähdä". Loppua spektrometria tulee kreikan sanasta Metria, joka tarkoittaa "mittaa". Spektroskopia tutkii järjestelmän tuottamaa sähkömagneettista säteilyä tai järjestelmän ja valon vuorovaikutusta, yleensä tuhoamatta. Spektrometria on sähkömagneettisen säteilyn mittaus järjestelmän tietojen saamiseksi. Toisin sanoen spektrometriaa voidaan pitää spektrien tutkimismenetelmänä.
Esimerkkejä spektrometriasta sisältää massaspektrometria, Rutherfordin hajotusspektrometria, ionin liikkuvuusspektrometria ja neutronien kolmiakselinen spektrometria. Spektrometrialla tuotetut spektrit eivät välttämättä ole voimakkuutta verrattuna taajuuteen tai aallonpituuteen. Esimerkiksi massaspektrometriaspektri kuvaa kuvaa voimakkuutta hiukkasmassan suhteen.
Toinen yleinen termi on spektrografia, joka viittaa kokeellisen spektroskopian menetelmiin. Sekä spektroskopia että spektrografia viittaavat säteilyintensiteettiin verrattuna aallonpituuteen tai taajuuteen.
Laitteet, joita käytetään spektrimittausten tekemiseen, sisältävät spektrometrit, spektrofotometrit, spektrianalysaattorit ja spektrografit.
käyttötarkoitukset
Spektroskopiaa voidaan käyttää näytteessä olevien yhdisteiden luonteen tunnistamiseen. Sitä käytetään kemiallisten prosessien etenemisen seuraamiseen ja tuotteiden puhtauden arviointiin. Sitä voidaan käyttää myös mittaamaan sähkömagneettisen säteilyn vaikutusta näytteeseen. Joissakin tapauksissa sitä voidaan käyttää säteilylähteelle altistumisen voimakkuuden tai keston määrittämiseen.
Luokitukset
Spektroskopiatyyppejä voidaan luokitella monella tapaa. Tekniikat voidaan ryhmittää säteilyenergian tyypin mukaan (esim. Sähkömagneettinen säteily, akustiset paineaallot, hiukkaset, kuten elektroneina) tutkittavan materiaalin tyyppi (esim. atomit, kiteet, molekyylit, atomitumat), materiaalin ja energia (esim. emissio, absorptio, elastinen sironta) tai erityiset sovellukset (esim. Fourier-muunnospektroskopia, pyöreä dikroismi spektroskopia).