Un spectromètre est un outil couramment utilisé par divers scientifiques pour déterminer des informations sur un objet ou des substances grâce à l'analyse de ses propriétés lumineuses. Des compositions inconnues décomposées en composants élémentaires de base ou en lumières émises par des galaxies lointaines peuvent être utilisées pour déterminer des informations sur les objets spatiaux, y compris leur taille et leur vitesse.
Objectif de base
Les spectromètres ont une variété d'utilisations dans l'industrie scientifique, en particulier en astronomie et en chimie. Tous les spectromètres ont trois parties de base: ils produisent un spectre, dispersent le spectre et mesurent les intensités des raies produites à partir du spectre. Chaque substance et élément produit des fréquences lumineuses et des motifs différents qui ressemblent en quelque sorte à leurs propres empreintes digitales. En utilisant ce principe, les scientifiques peuvent analyser des substances et des matériaux inconnus à l'aide de spectromètres, puis comparer les résultats à des modèles connus pour déterminer la composition du sujet testé.
Histoire
La racine des spectromètres remonte à 300 avant JC quand Euclide a commencé à travailler avec des miroirs sphériques. À la fin du XVIIe siècle, Isaac Newton a inventé le mot spectre pour décrire la gamme de couleurs créée par la diffusion de la lumière à travers un prisme. L'analyse et l'étude approfondie de la théorie des couleurs se sont poursuivies progressivement et au début du XIXe siècle, les premiers spectromètres ont commencé à apparaître par divers scientifiques. Les premiers spectromètres utilisaient une petite fente et une lentille qui laissaient passer la lumière à travers un prisme pour réfracter la lumière en un spectre projeté à travers un tube pour analyse. Les progrès technologiques ont continuellement affiné cet outil, les développements les plus récents devenant de plus en plus informatiques.
Comment utiliser
Les spectromètres sont assez faciles à installer et à utiliser. Généralement, le spectromètre est allumé et laissé chauffer complètement avant utilisation. Il est chargé d'une substance connue et calibré à une longueur d'onde similaire à celle de la substance connue. Une fois la machine calibrée, l'échantillon d'essai est chargé dans la machine et un spectre est déterminé pour l'échantillon. Les longueurs d'onde sont analysées et comparées à diverses lectures connues pour déterminer la composition de la nouvelle substance. Ce processus peut également être effectué sans charger de substance réelle dans un spectromètre, mais simplement en laissant passer la lumière à travers la machine pour les lectures. Les astronomes utilisent souvent cette méthode en utilisant la lumière de l'espace lointain.
Comment ça fonctionne
Pour déterminer avec précision un spectre de substances, une forme gazeuse de la substance doit être soumise à la lumière et un spectre est créé. Ainsi, lorsque les échantillons sont chargés dans les spectromètres, la température élevée de la machine vaporise le minuscule échantillon et la lumière est réfractée en fonction de la composition de la substance testée. Dans le cas de l'utilisation de spectromètres à des fins astronomiques, les longueurs d'onde et les fréquences entrantes de l'espace sont analysées de la même manière pour déterminer la composition de la matière céleste.
Usage
Les scientifiques peuvent utiliser des spectromètres pour déterminer la composition de toute nouvelle découverte qu'ils font, que ce soit sur Terre ou dans des galaxies lointaines. Par exemple, une substance composée complexe peut être analysée et les différents composants élémentaires peuvent être déterminés. De plus, l'utilisation de la spectrométrie dans le domaine médical gagne en popularité car elle peut être utilisée pour identifier contaminants ou niveaux de diverses substances dans la circulation sanguine pour détecter d'éventuelles maladies ou indésirables toxines.