Spectroscopie is de analyse van de interactie tussen materie en elk deel van het elektromagnetische spectrum. Traditioneel betrof spectroscopie de zichtbare spectrum van licht, maar röntgen-, gamma- en UV-spectroscopie zijn ook waardevolle analytische technieken. Spectroscopie kan elke interactie tussen licht en materie omvatten, inclusief absorptie, emissie, verstrooiing, etc.
Gegevens verkregen uit spectroscopie worden meestal gepresenteerd als een spectrum (meervoud: spectra) dat is een grafiek van de factor die wordt gemeten als een functie van frequentie of golflengte. Emissiespectra en absorptiespectra zijn veelvoorkomende voorbeelden.
Hoe spectroscopie werkt
Wanneer een bundel elektromagnetische straling door een monster gaat, werken de fotonen samen met het monster. Ze kunnen worden geabsorbeerd, gereflecteerd, gebroken, enz. Geabsorbeerde straling beïnvloedt de elektronen en chemische bindingen in een monster. In sommige gevallen leidt de geabsorbeerde straling tot de emissie van fotonen met een lagere energie.
Spectroscopie bekijkt hoe de invallende straling het monster beïnvloedt. Uitgezonden en geabsorbeerde spectra kunnen worden gebruikt om informatie over het materiaal te verkrijgen. Omdat de interactie afhangt van de golflengte van straling, zijn er veel verschillende soorten spectroscopie.
Spectroscopie versus spectrometrie
In de praktijk zijn de voorwaarden spectroscopie en spectrometrie worden door elkaar gebruikt (behalve voor massaspectrometrie), maar de twee woorden betekenen niet precies hetzelfde. Spectroscopie komt van het Latijnse woord specere, wat betekent "om naar te kijken" en het Griekse woord skopia, wat betekent 'zien'. Het einde van spectrometrie komt van het Griekse woord metria, wat betekent "meten". Spectroscopie bestudeert de elektromagnetische straling die door een systeem wordt geproduceerd of de interactie tussen het systeem en licht, meestal op een niet-destructieve manier. Spectrometrie is het meten van elektromagnetische straling om informatie over een systeem te verkrijgen. Met andere woorden, spectrometrie kan worden beschouwd als een methode om spectra te bestuderen.
Voorbeelden van spectrometrie zijn massaspectrometrie, Rutherford verstrooiingsspectrometrie, ionenmobiliteitsspectrometrie en drievoudige assen-spectrometrie van neutronen. De spectra geproduceerd door spectrometrie zijn niet noodzakelijkerwijs intensiteit versus frequentie of golflengte. Een spectrum voor massaspectrometrie zet bijvoorbeeld de intensiteit uit tegen de deeltjesmassa.
Een andere veel voorkomende term is spectrografie, die verwijst naar methoden voor experimentele spectroscopie. Zowel spectroscopie als spectrografie verwijzen naar stralingsintensiteit versus golflengte of frequentie.
Apparaten die worden gebruikt om spectrale metingen uit te voeren, zijn spectrometers, spectrofotometers, spectraalanalysatoren en spectrografen.
Toepassingen
Spectroscopie kan worden gebruikt om de aard van verbindingen in een monster te identificeren. Het wordt gebruikt om de voortgang van chemische processen te volgen en om de zuiverheid van producten te beoordelen. Het kan ook worden gebruikt om het effect van elektromagnetische straling op een monster te meten. In sommige gevallen kan dit worden gebruikt om de intensiteit of duur van blootstelling aan de stralingsbron te bepalen.
Classificaties
Er zijn meerdere manieren om soorten spectroscopie te classificeren. De technieken kunnen worden gegroepeerd op basis van het type stralingsenergie (bijv. Elektromagnetische straling, akoestische drukgolven en dergelijke deeltjes als elektronen), het type materiaal dat wordt bestudeerd (bijv. atomen, kristallen, moleculen, atoomkernen), de interactie tussen het materiaal en de energie (bijv. emissie, absorptie, elastische verstrooiing) of specifieke toepassingen (bijv. Fourier-transformatiespectroscopie, circulair dichroïsme spectroscopie).