რა არის სპექტრომეტრი?

სპექტრომეტრი არის ჩვეულებრივი ინსტრუმენტი, რომელსაც იყენებენ სხვადასხვა მეცნიერები ობიექტის ან ნივთიერებების შესახებ ინფორმაციის დასადგენად მისი სინათლის თვისებების ანალიზის საშუალებით. ძირითადი ელემენტარულ კომპონენტებად დაშლილი უცნობი კომპოზიციები ან შორეული გალაქტიკებიდან გამოყოფილი შუქები შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოსმოსური ობიექტების შესახებ ინფორმაციის დასადგენად, მათი ზომისა და სიჩქარის ჩათვლით.

სპექტრომეტრებს მრავალფეროვანი გამოყენება აქვთ სამეცნიერო ინდუსტრიაში, განსაკუთრებით ასტრონომიასა და ქიმიაში. ყველა სპექტრომეტრს აქვს სამი ძირითადი ნაწილი - ისინი წარმოქმნიან სპექტრს, აფრქვევენ სპექტრს და ზომავს სპექტრიდან წარმოქმნილი ხაზების ინტენსივობას. ყველა ნივთიერება და ელემენტი აწარმოებს სინათლის განსხვავებულ სიხშირეებს და ნიმუშებს, რომლებიც ერთნაირია საკუთარი თითის ანაბეჭდების მსგავსი. ამ პრინციპის გამოყენებით, მეცნიერებს შეუძლიათ გაანალიზონ უცნობი ნივთიერებები და მასალები სპექტრომეტრების გამოყენებით, შემდეგ კი შედეგები შედარონ ცნობილ შაბლონებთან, რათა დადგინდეს ცდის საგნის შემადგენლობა.

სპექტრომეტრების ფესვი ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 300 წელს ითვლის, როდესაც ევკლიდემ დაიწყო მუშაობა სფერულ სარკეებზე. მე -17 საუკუნის ბოლოს ისააკ ნიუტონმა შექმნა სიტყვა სპექტრი, რათა აღწეროს ფერების სპექტრი პრიზმაში სინათლის გაფანტვით. ფერების თეორიის ანალიზი და შემდგომი შესწავლა თანდათანობით გაგრძელდა და მე -19 საუკუნის დასაწყისში პირველი სპექტრომეტრების გამოჩენა დაიწყო სხვადასხვა მეცნიერების მიერ. ადრეული სპექტრომეტრები იყენებდნენ მცირე ჭრილსა და ობიექტივს, რომელიც სინათლეს პრიზმაში გადასცემდა, რათა სინათლე გადაეტანა სპექტრში, რომელიც პროფილაქტიკური იყო მილის მეშვეობით, ანალიზისთვის. ტექნოლოგიურმა მიღწევებმა განუწყვეტლივ დახვეწა ეს ინსტრუმენტი, უახლესი მოვლენების განვითარება ხდება უფრო კომპიუტერზე დაფუძნებული.

სპექტრომეტრების დაყენება და გამოყენება საკმაოდ მარტივია. საერთოდ, სპექტრომეტრი ჩართულია და გამოყენებამდე ნებადართულია მთლიანად გაცხელება. იგი იტვირთება ცნობილი ნივთიერებით და დაკალიბრდება ცნობილი ნივთიერების მსგავსი ტალღის სიგრძეზე. მას შემდეგ, რაც მანქანა დაკალიბრდება, ტესტის ნიმუში იტვირთება მანქანაში და განისაზღვრება სპექტრის ნიმუში. ტალღის სიგრძე გაანალიზებულია და შედარებულია სხვადასხვა ცნობილ კითხვასთან, რათა დადგინდეს ახალი ნივთიერების შემადგენლობა. ეს პროცესი ანალოგიურად შეიძლება გაკეთდეს ფაქტობრივი ნივთიერების სპექტრომეტრში დატვირთვის გარეშე, მაგრამ მხოლოდ იმისთვის, რომ სინათლე გატარდეს მანქანაში კითხვებისთვის. ასტრონომები ხშირად იყენებენ ამ მეთოდს ღრმა კოსმოსის სინათლის გამოყენებით.

ნივთიერებების სპექტრის ზუსტად დასადგენად, ნივთიერების აირული ფორმა უნდა დაექვემდებაროს სინათლეს და შეიქმნას სპექტრი. ამრიგად, ნიმუშების სპექტრომეტრების დატვირთვისას, აპარატის მაღალი ტემპერატურა აორთქლებს პაწაწინა ნიმუშს და სინათლე ირეცხება შესაბამისად, გამოსაცდელი ნივთიერების შემადგენლობის შესაბამისად. ასტრონომიული მიზნებისათვის სპექტრომეტრების გამოყენების შემთხვევაში, კოსმიდან შემომავალი ტალღის სიგრძეები და სიხშირეები ანალოგიურად განიხილება ციური მატერიის შემადგენლობის დასადგენად.

მეცნიერებს შეუძლიათ სპექტრომეტრი გამოიყენონ ნებისმიერი ახალი აღმოჩენის შემადგენლობის დასადგენად, დედამიწაზე თუ შორეულ გალაქტიკებში. მაგალითად, რთული ნაერთი ნივთიერების ანალიზი და სხვადასხვა ელემენტარული კომპონენტის განსაზღვრაა შესაძლებელი. ასევე, სპექტრომეტრიის გამოყენება სამედიცინო სფეროში იზრდება პოპულარობით, რადგან მისი საშუალებით შესაძლებელია იდენტიფიცირება დამაბინძურებლები ან სხვადასხვა ნივთიერებების დონე სისხლში შესაძლო დაავადებების დასადგენად ან არასასურველი ტოქსინები.