Wat is spectroscopie?

Spectroscopie is een techniek die de interactie van energie met een monster gebruikt om een ​​analyse uit te voeren.

De gegevens die uit spectroscopie worden verkregen, worden a genoemd spectrum. Een spectrum is een plot van de intensiteit van energie gedetecteerd tegen de golflengte (of massa of impuls of frequentie, enz.) van de energie.

Een spectrum kan worden gebruikt om informatie te verkrijgen over atomaire en moleculaire energieniveaus, moleculaire geometrieën, chemische bindingen, interacties van moleculen en gerelateerde processen. Vaak worden spectra gebruikt om de componenten van een monster te identificeren (kwalitatieve analyse). Spectra kan ook worden gebruikt om de hoeveelheid materiaal in een monster te meten (kwantitatieve analyse).

Er worden verschillende instrumenten gebruikt om spectroscopische analyse uit te voeren. Simpel gezegd vereist spectroscopie een energiebron (gewoonlijk een laser, maar dit kan een ionenbron of stralingsbron zijn) en een apparaat voor het meten van de verandering in de energiebron nadat deze interactie heeft gehad met het monster (vaak een spectrofotometer of interferometer).

Er zijn zoveel verschillende soorten spectroscopie als er energiebronnen zijn! Hier zijn enkele voorbeelden:

Energie van hemellichamen wordt gebruikt om hun chemische samenstelling, dichtheid, druk, temperatuur, magnetische velden, snelheid en andere kenmerken te analyseren. Er zijn veel energietypen (spectroscopieën) die kunnen worden gebruikt in astronomische spectroscopie.

Door het monster opgenomen energie wordt gebruikt om de kenmerken ervan te beoordelen. Soms zorgt geabsorbeerde energie ervoor dat licht uit het monster vrijkomt, wat kan worden gemeten met een techniek zoals fluorescentiespectroscopie.

Dit is de studie van stoffen in dunne films of op oppervlakken. Het monster wordt een of meer keren door een energiestraal binnengedrongen en de gereflecteerde energie wordt geanalyseerd. Verzwakte totale reflectiespectroscopie en de gerelateerde techniek die gefrustreerde meervoudige interne reflectiespectroscopie wordt genoemd, worden gebruikt om coatings en ondoorzichtige vloeistoffen te analyseren.

Dit is een microgolftechniek gebaseerd op het splitsen van elektronische energievelden in een magnetisch veld. Het wordt gebruikt om structuren van monsters te bepalen die ongepaarde elektronen bevatten.

Er zijn verschillende soorten elektronenspectroscopie, allemaal geassocieerd met het meten van veranderingen in elektronische energieniveaus.

Dit is een familie van spectroscopische technieken waarin het monster door alle relevante wordt bestraald golflengten gelijktijdig voor een korte periode. Het absorptiespectrum wordt verkregen door wiskundige analyse toe te passen op het resulterende energiepatroon.

Gammastraling is de energiebron in dit type spectroscopie, waaronder activeringsanalyse en Mossbauer-spectroscopie.

Het infraroodabsorptiespectrum van een stof wordt soms de moleculaire vingerafdruk genoemd. Hoewel vaak gebruikt om materialen te identificeren, kan infraroodspectroscopie ook worden gebruikt om het aantal absorberende moleculen te kwantificeren.

Absorptiespectroscopie, fluorescentiespectroscopie, Raman-spectroscopie en aan het oppervlak verbeterde Raman-spectroscopie gebruiken gewoonlijk laserlicht als energiebron. Laserspectroscopieën geven informatie over de interactie van coherent licht met materie. Laserspectroscopie heeft over het algemeen een hoge resolutie en gevoeligheid.

Een massaspectrometerbron produceert ionen. Informatie over een monster kan worden verkregen door de dispersie van ionen te analyseren wanneer ze met het monster interageren, in het algemeen met behulp van de massa-tot-ladingverhouding.

Bij dit type spectroscopie wordt elke optische golflengte die wordt opgenomen gecodeerd met een audiofrequentie die de oorspronkelijke golflengte-informatie bevat. Een golflengteanalysator kan dan het oorspronkelijke spectrum reconstrueren.

Ramanverstrooiing van licht door moleculen kan worden gebruikt om informatie te verschaffen over de chemische samenstelling en moleculaire structuur van een monster.

Deze techniek omvat de excitatie van binnenste elektronen van atomen, wat kan worden gezien als röntgenabsorptie. Een röntgenfluorescentie-emissiespectrum kan worden geproduceerd wanneer een elektron uit een hogere energietoestand in de door de geabsorbeerde energie gecreëerde vacature valt.