Spektrometr je běžný nástroj používaný různými vědci k určování informací o objektu nebo látkách pomocí analýzy jeho světelných vlastností. Neznámé kompozice rozložené na základní elementární komponenty nebo světla vyzařovaná ze vzdálených galaxií lze použít ke stanovení informací o vesmírných objektech, včetně jejich velikosti a rychlosti.
Základní účel
Spektrometry mají řadu využití ve vědeckém průmyslu, zejména v astronomii a chemii. Všechny spektrometry mají tři základní části - produkují spektrum, rozptylují spektrum a měří intenzity čar produkovaných ze spektra. Každá látka a prvek produkuje různé světelné frekvence a vzory, které jsou něco jako jejich vlastní otisky prstů. Pomocí tohoto principu mohou vědci analyzovat neznámé látky a materiály pomocí spektrometrů a poté porovnat výsledky se známými vzory a určit složení testovaného subjektu.
Dějiny
Kořen spektrometrů sahá až do roku 300 př. N.l., kdy Euclid začal pracovat se sférickými zrcadly. Na konci 17. století vytvořil Isaac Newton slovo spektrum, aby popsal rozsah barev vytvořených rozptylem světla hranolem. Analýza a další studium teorie barev pokračovaly progresivně a na počátku 19. století se první vědci začali objevovat první spektrometry. Nejdříve spektrometry využívaly malou štěrbinu a čočku, které prošly světlem přes hranol, aby lomily světlo na spektrum promítané trubicí pro analýzu. Technologický pokrok tento nástroj neustále zdokonaloval, přičemž nejnovější vývoj se stal více počítačovým.
Jak používat
Spektrometry se poměrně snadno nastavují a používají. Spektrometr je obecně zapnutý a před použitím se nechá úplně zahřát. Je naplněna známou látkou a kalibrována na vlnové délce podobné vlně dlouhé známé látky. Jakmile je stroj kalibrován, testovací vzorek se vloží do přístroje a pro vzorek se určí spektrum. Vlnové délky jsou analyzovány a porovnány s různými známými odečty, aby se určilo složení nové látky. Tento proces lze obdobně provést bez načtení skutečné látky do spektrometru, ale spíše jen umožnění průchodu světla strojem pro odečty. Astronomové často používají tuto metodu pomocí světla z hlubokého vesmíru.
Jak to funguje
Aby bylo možné přesně určit spektrum látek, musí být plynná forma látky vystavena světlu a je vytvořeno spektrum. Když jsou tedy vzorky vloženy do spektrometrů, vysoká teplota zařízení odpaří malý vzorek a světlo se láme podle složení testované látky. V případě použití spektrometrů pro astronomické účely se příchozí vlnové délky a frekvence z vesmíru analyzují podobným způsobem, aby se určilo složení nebeské hmoty.
Používání
Vědci mohou pomocí spektrometrů určit složení všech nových objevů, které provedou na Zemi nebo ve vzdálených galaxiích. Lze například analyzovat složitou sloučeninu a určit různé elementární složky. Také použití spektrometrie v lékařském oboru roste v popularitě, protože ji lze použít k identifikaci kontaminanty nebo hladiny různých látek v krvi, aby se zjistily možné nemoci nebo nežádoucí toxiny.