Mikä on spektrometri?

Spektrometri on yleinen työkalu, jota useat tutkijat käyttävät määrittääkseen tietoa kohteesta tai aineista analysoimalla sen valo-ominaisuuksia. Tuntemattomia koostumuksia, jotka on jaoteltu alkuaineiden peruskomponenteiksi, tai kaukaisista galakseista tulevia valoja voidaan käyttää määrittämään tietoja avaruusobjekteista, mukaan lukien niiden koko ja nopeus.

Spektrometreillä on monia käyttötarkoituksia tiedeteollisuudessa, erityisesti tähtitieteessä ja kemiassa. Kaikilla spektrometreillä on kolme perusosaa - ne tuottavat spektrin, hajottavat spektrin ja mittaavat spektristä tuotettujen linjojen intensiteetit. Jokainen aine ja elementti tuottavat erilaisia ​​valotaajuuksia ja kuvioita, jotka ovat kuin omat sormenjälkensä. Tätä periaatetta käyttämällä tutkijat voivat analysoida tuntemattomia aineita ja materiaaleja spektrometreillä ja verrata tuloksia sitten tunnettuihin kuvioihin koehenkilön koostumuksen määrittämiseksi.

Spektrometrien juuret juontavat juurensa 300 eKr., Kun Euclid aloitti työskentelyn pallomaisten peilien kanssa. 1700-luvun lopulla Isaac Newton loi sanaspektrin kuvaamaan väripalettia, joka tehtiin hajottamalla valoa prisman läpi. Väriteorian analysointi ja jatko-opiskelu jatkuivat asteittain, ja 1800-luvun alussa ensimmäiset spektrometrit alkoivat ilmestyä useiden tutkijoiden keskuudessa. Varhaisimmat spektrometrit käyttivät pientä rakoa ja linssiä, jotka kuljettivat valoa prisman läpi, taittamaan valon spektriksi, joka heijastettiin putken läpi analysointia varten. Teknologinen kehitys on jatkuvasti parantanut tätä työkalua viimeisimmän kehityksen tullessa yhä tietokonepohjaisemmaksi.

Spektrometrit on melko helppo asentaa ja käyttää. Yleensä spektrometri kytketään päälle ja sen annetaan lämmetä kokonaan ennen käyttöä. Se ladataan tunnetulla aineella ja kalibroidaan aallonpituudella, joka on samanlainen kuin tunnetun aineen. Kun kone on kalibroitu, testinäyte ladataan koneeseen ja näytteelle määritetään spektri. Aallonpituudet analysoidaan ja verrataan erilaisiin tunnettuihin lukemiin uuden aineen koostumuksen määrittämiseksi. Tämä prosessi voidaan samalla tavalla tehdä lataamatta varsinaista ainetta spektrometriin, vaan pikemminkin vain antamalla valon kulkea koneen läpi lukemia varten. Tähtitieteilijät käyttävät tätä menetelmää usein käyttämällä avaruudesta tulevaa valoa.

Aineiden spektrin määrittämiseksi tarkasti aineen kaasumainen muoto on altistettava valolle ja luodaan spektri. Joten kun näytteet ladataan spektrometreihin, koneen korkea lämpötila höyrystää pienen näytteen ja valo taittuu testattavan aineen koostumuksen mukaisesti. Jos spektrometrejä käytetään tähtitieteellisiin tarkoituksiin, avaruudesta tulevat aallonpituudet ja taajuudet analysoidaan samalla tavalla taivaan aineen koostumuksen määrittämiseksi.

Tutkijat voivat käyttää spektrometrejä määrittääkseen uusien havaintojensa koostumuksen maapallolla tai kaukaisissa galakseissa. Esimerkiksi monimutkainen yhdisteaine voidaan analysoida ja eri alkuaineosat voidaan määrittää. Myös spektrometrian käyttö lääketieteen alalla on kasvamassa suosiotaan, koska sitä voidaan käyttää tunnistamiseen epäpuhtaudet tai erilaisten aineiden määrät verenkierrossa mahdollisten sairauksien tai ei-toivottujen havaitsemiseksi toksiinit.