Spektroskopie-Definition

Spektroskopie ist die Analyse der Wechselwirkung zwischen Materie und einem beliebigen Teil des elektromagnetischen Spektrums. Traditionell umfasste die Spektroskopie das sichtbare Lichtspektrum, aber auch Röntgen-, Gamma- und UV-Spektroskopie sind wertvolle Analysetechniken. Spektroskopie kann jede Wechselwirkung zwischen Licht und Materie beinhalten, einschließlich Absorption, Emission, Streuung usw.

Aus der Spektroskopie erhaltene Daten werden normalerweise als Spektrum (Plural: Spektren) dargestellt, das eine grafische Darstellung des zu messenden Faktors als Funktion der Frequenz oder der Wellenlänge ist. Emissionsspektren und Absorptionsspektren sind gängige Beispiele.

So funktioniert Spektroskopie

Wenn ein Strahl elektromagnetischer Strahlung eine Probe passiert, interagieren die Photonen mit der Probe. Sie können absorbiert, reflektiert, gebrochen usw. werden. Absorbierte Strahlung beeinflusst die Elektronen und chemischen Bindungen in einer Probe. In einigen Fällen führt die absorbierte Strahlung zur Emission von niederenergetischen Photonen.

Die Spektroskopie untersucht, wie sich die einfallende Strahlung auf die Probe auswirkt. Emittierte und absorbierte Spektren können verwendet werden, um Informationen über das Material zu erhalten. Da die Wechselwirkung von der Wellenlänge der Strahlung abhängt, gibt es viele verschiedene Arten der Spektroskopie.

Spektroskopie versus Spektrometrie

In der Praxis gelten die Bedingungen Spektroskopie und Spektrometrie werden synonym verwendet (mit Ausnahme der Massenspektrometrie), aber die beiden Wörter bedeuten nicht genau dasselbe. Spektroskopie kommt vom lateinischen Wort specere, bedeutet "anschauen" und das griechische Wort Skopia, was bedeutet "zu sehen". Das Ende von Spektrometrie kommt vom griechischen Wort metria, was bedeutet "zu messen." Die Spektroskopie untersucht die elektromagnetische Strahlung, die von einem System erzeugt wird, oder die Wechselwirkung zwischen dem System und Licht, normalerweise auf zerstörungsfreie Weise. Spektrometrie ist die Messung elektromagnetischer Strahlung, um Informationen über ein System zu erhalten. Mit anderen Worten, die Spektrometrie kann als Methode zur Untersuchung von Spektren angesehen werden.

Beispiele für die Spektrometrie umfassen Massenspektrometrie, Rutherford-Streuspektrometrie, Ionenmobilitätsspektrometrie und Neutronen-Dreiachsenspektrometrie. Die durch Spektrometrie erzeugten Spektren sind nicht notwendigerweise Intensität gegen Frequenz oder Wellenlänge. Beispielsweise zeichnet ein Massenspektrometriespektrum die Intensität gegen die Partikelmasse auf.

Ein weiterer gebräuchlicher Begriff ist die Spektrographie, die sich auf Methoden der experimentellen Spektroskopie bezieht. Sowohl die Spektroskopie als auch die Spektrographie beziehen sich auf die Strahlungsintensität gegenüber der Wellenlänge oder Frequenz.

Geräte, die zur Durchführung von Spektralmessungen verwendet werden, umfassen Spektrometer, Spektralphotometer, Spektralanalysatoren und Spektrographen.

Verwendet

Die Spektroskopie kann verwendet werden, um die Natur von Verbindungen in einer Probe zu identifizieren. Es dient zur Überwachung des Fortschritts chemischer Prozesse und zur Beurteilung der Reinheit von Produkten. Es kann auch verwendet werden, um die Wirkung elektromagnetischer Strahlung auf eine Probe zu messen. In einigen Fällen kann dies verwendet werden, um die Intensität oder Dauer der Exposition gegenüber der Strahlungsquelle zu bestimmen.

Klassifizierungen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Arten der Spektroskopie zu klassifizieren. Die Techniken können nach der Art der Strahlungsenergie (z. B. elektromagnetische Strahlung, Schalldruckwellen, Teilchen wie Elektronen), der Art des zu untersuchenden Materials (z. B. Atome, Kristalle, Moleküle, Atomkerne) und der Wechselwirkung zwischen diesen gruppiert werden Material und Energie (z. B. Emission, Absorption, elastische Streuung) oder spezifische Anwendungen (z. B. Fourier-Transformations-Spektroskopie, Zirkulardichroismus-Spektroskopie).