Какво е спектрометър?

Спектрометърът е често срещан инструмент, използван от различни учени за определяне на информация за обект или вещества чрез анализ на неговите светлинни свойства. Неизвестни композиции, разбити на основни елементарни компоненти или светлини, излъчвани от далечни галактики, могат да се използват за определяне на информация за космическите обекти, включително техния размер и скорост.

Спектрометрите имат различни приложения в научната индустрия, особено в астрономията и химията. Всички спектрометри имат три основни части - те произвеждат спектър, разпръскват спектъра и измерват интензитета на линиите, произведени от спектъра. Всяко вещество и елемент произвежда различни светлинни честоти и модели, които са нещо като техните собствени пръстови отпечатъци. Използвайки този принцип, учените могат да анализират неизвестни вещества и материали с помощта на спектрометри, след което да сравняват резултатите с известни модели, за да определят състава на тествания субект.

Коренът на спектрометрите датира от 300 г. пр. Н. Е., Когато Евклид започва работа със сферични огледала. В края на 17-ти век Исак Нютон е въвел думата спектър, за да опише гамата от цветове, направени чрез разсейване на светлина през призма. Анализът и по-нататъшното изучаване на цветната теория продължават постепенно и в началото на 19 век първите спектрометри започват да се появяват от различни учени. Най-ранните спектрометри използват малък процеп и леща, които пропускат светлина през призма, за да пречупят светлината в спектър, проектиран през тръба за анализ. Технологичният напредък непрекъснато усъвършенства този инструмент, като най-новите разработки стават все по-компютърни.

Спектрометрите са доста лесни за настройка и използване. Обикновено спектрометърът е включен и оставен да се загрее напълно преди употреба. Зарежда се с известно вещество и се калибрира при дължина на вълната, подобна на тази на познатото вещество. След като машината е калибрирана, тестовата проба се зарежда в машината и се определя спектър за пробата. Дължините на вълните се анализират и сравняват с различни известни показания, за да се определи съставът на новото вещество. Този процес може да се направи по същия начин, без да се зарежда действително вещество в спектрометър, а по-скоро просто да се пропуска светлина през машината за отчитане. Астрономите често използват този метод, като използват светлина от дълбокия космос.

За точно определяне на спектъра на веществата, газообразната форма на веществото трябва да бъде подложена на светлина и се създава спектър. Така че, когато пробите се зареждат в спектрометри, високата температура на машината изпарява малката проба и светлината се пречупва в съответствие със състава на изпитваното вещество. В случай на използване на спектрометри за астрономически цели, дължините на вълните и честотите от космоса се анализират по подобен начин, за да се определи съставът на небесната материя.

Учените могат да използват спектрометри, за да определят състава на всички нови открития, които правят, независимо дали на Земята или в далечни галактики. Например може да се анализира сложно съединено вещество и да се определят различните елементарни компоненти. Също така, използването на спектрометрия в медицинската област нараства популярността, тъй като тя може да се използва за идентифициране замърсители или нива на различни вещества в кръвния поток за откриване на възможни заболявания или нежелани токсини.