Spektroskopie ist die Analyse der Wechselwirkung zwischen Materie und einem beliebigen Teil des elektromagnetischen Spektrums. Traditionell umfasste die Spektroskopie die sichtbares Spektrum Licht, aber auch Röntgen-, Gamma- und UV-Spektroskopie sind wertvolle Analysetechniken. Spektroskopie kann jede Wechselwirkung zwischen Licht und Materie beinhalten, einschließlich Absorption, Emission, Streuung usw.
Daten aus der Spektroskopie werden üblicherweise als a dargestellt Spektrum (Plural: Spektren) Dies ist eine Auftragung des zu messenden Faktors als Funktion der Frequenz oder der Wellenlänge. Emissionsspektren und Absorptionsspektren sind gängige Beispiele.
Wie Spektroskopie funktioniert
Wenn ein Strahl elektromagnetischer Strahlung durch eine Probe tritt, 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 Photonen mit niedrigerer Energie.
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 sind die Begriffe Spektroskopie und Spektrometrie werden synonym verwendet (außer für Massenspektrometer), aber die beiden Wörter bedeuten nicht genau dasselbe. Spektroskopie kommt vom lateinischen Wort specere, was "anschauen" bedeutet, und das griechische Wort Skopia, was "sehen" bedeutet. Das Ende von Spektrometrie kommt vom griechischen Wort metria, was "messen" bedeutet. Die Spektroskopie untersucht die von einem System erzeugte elektromagnetische Strahlung oder die Wechselwirkung zwischen System und Licht, üblicherweise auf zerstörungsfreie Weise. Spektrometrie ist die Messung elektromagnetischer Strahlung, um Informationen über ein System zu erhalten. Mit anderen Worten kann die Spektrometrie als Methode zur Untersuchung von Spektren angesehen werden.
Beispiele für 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, Spektrophotometer, Spektralanalysatoren und Spektrographen.
Verwendet
Spektroskopie kann verwendet werden, um die Art der Verbindungen in einer Probe zu identifizieren. Es wird verwendet, um den Fortschritt chemischer Prozesse zu überwachen und die Reinheit von Produkten zu bewerten. 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.
Klassifikationen
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Spektroskopietypen zu klassifizieren. Die Techniken können nach der Art der Strahlungsenergie (z. B. elektromagnetische Strahlung, Schalldruckwellen, Teilchen wie z als Elektronen), die Art des untersuchten Materials (z. B. Atome, Kristalle, Moleküle, Atomkerne), die Wechselwirkung zwischen dem Material und dem Energie (z. B. Emission, Absorption, elastische Streuung) oder spezifische Anwendungen (z. B. Fourier-Transformationsspektroskopie, Zirkulardichroismus) Spektroskopie).