Kas yra spektrometras?

Spektrometras yra įprastas įrankis, kurį įvairūs mokslininkai naudoja informacijai apie objektą ar medžiagas nustatyti analizuojant jo šviesos savybes. Nežinomos kompozicijos, suskirstytos į pagrindinius elementus, arba šviesos, skleidžiamos iš tolimų galaktikų, gali būti naudojamos informacijai apie kosmoso objektus, įskaitant jų dydį ir greitį, nustatyti.

Spektrometrai mokslo pramonėje naudojami įvairiai, ypač astronomijoje ir chemijoje. Visi spektrometrai turi tris pagrindines dalis - jie sukuria spektrą, išsklaido spektrą ir išmatuoja iš spektro sukurtų linijų intensyvumą. Kiekviena medžiaga ir elementas sukuria skirtingus šviesos dažnius ir modelius, kurie panašūs į jų pačių pirštų atspaudus. Naudodamiesi šiuo principu, mokslininkai gali analizuoti nežinomas medžiagas ir medžiagas, naudodami spektrometrus, tada palyginti rezultatus su žinomais modeliais, kad nustatytų tiriamojo sudėtį.

Spektrometrų šaknis siekia 300 metus prieš mūsų erą, kai Euklidas pradėjo dirbti su sferiniais veidrodžiais. XVII amžiaus pabaigoje Isaacas Newtonas sugalvojo žodžių spektrą, apibūdindamas spalvų diapazoną, kurį skleidė šviesa per prizmę. Analizė ir tolesnis spalvų teorijos tyrimas tęsėsi palaipsniui, o XIX a. Pradžioje įvairūs mokslininkai pradėjo rodyti pirmuosius spektrometrus. Ankstyviausi spektrometrai naudojo mažą plyšį ir lęšį, praleidžiantį šviesą per prizmę, kad šviesa lūžtų į spektrą, projektuojamą per vamzdelį analizei atlikti. Technologijų pažanga nuolat tobulino šį įrankį, o naujausi pokyčiai tapo vis labiau kompiuteriniai.

Spektrometrus yra gana lengva nustatyti ir naudoti. Paprastai prieš naudojimą spektrometras įjungiamas ir jam leidžiama visiškai sušilti. Jis pakraunamas žinoma medžiaga ir kalibruojamas bangos ilgiu, panašiu į žinomos medžiagos bangų ilgį. Kai mašina yra sukalibruota, bandomasis mėginys įkeliamas į mašiną ir nustatomas mėginio spektras. Bangos ilgiai analizuojami ir palyginami su įvairiais žinomais rodmenimis, siekiant nustatyti naujos medžiagos sudėtį. Šis procesas taip pat gali būti atliekamas neįkėlus faktinės medžiagos į spektrometrą, o tiesiog leidžiant šviesai praeiti per mašiną skaitymams. Astronomai dažnai naudoja šį metodą naudodami šviesą iš gilios kosmoso.

Norint tiksliai nustatyti medžiagų spektrą, dujinė medžiagos forma turi būti apšviesta ir sukurtas spektras. Taigi, kai mėginiai įkeliami į spektrometrus, aukšta mašinos temperatūra garuoja mažą mėginį ir šviesa lūžta pagal bandomosios medžiagos sudėtį. Jei spektrometrai naudojami astronomijos tikslais, panašiai analizuojami gaunami bangos ilgiai ir dažniai iš kosmoso, kad būtų galima nustatyti dangaus materijos sudėtį.

Mokslininkai gali naudoti spektrometrus, kad nustatytų visų naujų atradimų, kuriuos jie daro Žemėje ar tolimose galaktikose, sudėtį. Pavyzdžiui, galima analizuoti sudėtinę sudėtinę medžiagą ir nustatyti skirtingus elementinius komponentus. Be to, vis labiau populiarėja spektrometrijos naudojimas medicinos srityje, nes ją galima naudoti atpažinti teršalai ar įvairių medžiagų kiekis kraujyje, siekiant nustatyti galimas ar nepageidaujamas ligas toksinai.