Mis on spektromeeter?

Spektromeeter on tavaline tööriist, mida erinevad teadlased kasutavad objekti või ainete kohta teabe määramiseks valguse omaduste analüüsi kaudu. Tundmatuid koostisosi, mis on jaotatud elementaarkomponentideks või kaugetest galaktikatest kiiratud valgustiks, saab kasutada teabe määramiseks kosmoseobjektide, sealhulgas nende suuruse ja kiiruse kohta.

Spektromeetritel on teadustööstuses palju võimalusi, eriti astronoomias ja keemias. Kõigil spektromeetritel on kolm põhiosa - nad toodavad spektrit, hajutavad spektrit ja mõõdavad spektrist toodetud joonte intensiivsust. Iga aine ja element tekitavad erinevaid valgussagedusi ja mustreid, mis on umbes nagu nende endi sõrmejäljed. Seda põhimõtet kasutades saavad teadlased spektromeetrite abil analüüsida tundmatuid aineid ja materjale ning seejärel võrrelda tulemusi teadaolevate mustritega, et määrata katsealuse koostis.

Spektromeetrite juur pärineb aastast 300 eKr, kui Euclid alustas tööd sfääriliste peeglitega. 17. sajandi lõpus lõi Isaac Newton sõnaspektri, et kirjeldada valguse hajutamist läbi prisma. Värviteooria analüüsimine ja edasine uurimine jätkus järk-järgult ning 19. sajandi alguses hakkasid esimesed spektromeetrid ilmuma erinevate teadlaste poolt. Varasemad spektromeetrid kasutasid väikest pilu ja läätse, mis viisid valguse läbi prisma, et murda valgus analüüsimiseks toru kaudu välja projitseeritud spektriks. Tehnoloogilised edusammud on seda tööriista pidevalt täiustanud, viimased arengud muutuvad üha arvutipõhisemaks.

Spektromeetreid on üsna lihtne seadistada ja kasutada. Üldiselt lülitatakse spektromeeter sisse ja lastakse enne kasutamist täielikult soojeneda. See laaditakse teadaoleva ainega ja kalibreeritakse lainepikkusel, mis on sarnane tuntud ainega. Kui masin on kalibreeritud, laaditakse uuritav proov masinasse ja määratakse proovile spekter. Uue aine koostise määramiseks analüüsitakse lainepikkusi ja võrreldakse neid erinevate teadaolevate näidudega. Seda protsessi saab sarnaselt teha ilma tegelikku ainet spektromeetrisse laadimata, vaid laseb valgusel lihtsalt lugemiseks masinast läbi minna. Astronoomid kasutavad seda meetodit sageli sügavast valgusest.

Ainete spektri täpseks määramiseks tuleb aine gaasilist vormi valgustada ja luua spekter. Niisiis, kui proovid laaditakse spektromeetritesse, aurustab masina kõrge temperatuur pisikese proovi ja valgus murdub vastavalt testitava aine koostisele. Spektromeetrite astronoomilistel eesmärkidel kasutamise korral analüüsitakse kosmosest saabuvaid lainepikkusi ja sagedusi sarnaselt taevase aine koostise määramiseks.

Teadlased saavad spektromeetrite abil määrata kõigi uute avastuste koostist, mida nad teevad Maal või kaugetes galaktikates. Näiteks saab analüüsida keerulist ühendainet ja määrata erinevad elementkomponendid. Samuti on spektromeetria kasutamine meditsiinivaldkonnas üha populaarsem, kuna seda saab kasutada tuvastamiseks saasteained või erinevate ainete sisaldus vereringes võimalike haiguste või soovimatute avastamiseks toksiinid.