Wat is een spectrometer?

Een spectrometer is een veelgebruikt hulpmiddel dat door verschillende wetenschappers wordt gebruikt om informatie over een object of stoffen te bepalen door de lichteigenschappen ervan te analyseren. Onbekende composities die zijn opgesplitst in elementaire elementaire componenten of licht dat wordt uitgezonden door verre sterrenstelsels, kunnen worden gebruikt om informatie over ruimtevoorwerpen te bepalen, inclusief hun grootte en snelheid.

Spectrometers hebben een verscheidenheid aan toepassingen in de wetenschappelijke industrie, met name in de astronomie en scheikunde. Alle spectrometers hebben drie basisonderdelen: ze produceren een spectrum, verspreiden het spectrum en meten de intensiteit van lijnen die uit het spectrum worden geproduceerd. Elke stof en elk element produceert verschillende lichtfrequenties en patronen die lijken op hun eigen vingerafdrukken. Met behulp van dit principe kunnen wetenschappers onbekende stoffen en materialen analyseren met behulp van spectrometers en de resultaten vergelijken met bekende patronen om de samenstelling van de proefpersoon te bepalen.

De oorsprong van spectrometers gaat terug tot 300 voor Christus toen Euclides begon te werken met bolvormige spiegels. Aan het einde van de 17e eeuw bedacht Isaac Newton het woord spectrum om het kleurengamma te beschrijven dat wordt gemaakt door licht door een prisma te verstrooien. Analyse en verdere studie van de kleurentheorie gingen geleidelijk verder en in het begin van de 19e eeuw verschenen de eerste spectrometers door verschillende wetenschappers. De vroegste spectrometers gebruikten een kleine spleet en lens die licht door een prisma lieten gaan om het licht te breken in een spectrum dat door een buis werd geprojecteerd voor analyse. Technologische vooruitgang heeft deze tool voortdurend verfijnd, waarbij de meest recente ontwikkelingen steeds meer op computers zijn gebaseerd.

Spectrometers zijn vrij eenvoudig in te stellen en te gebruiken. Over het algemeen wordt de spectrometer aangezet en voor gebruik volledig opgewarmd. Het is geladen met een bekende stof en gekalibreerd op een golflengte die vergelijkbaar is met die van de bekende stof. Nadat de machine is gekalibreerd, wordt het testmonster in de machine geladen en wordt een spectrum voor het monster bepaald. De golflengten worden geanalyseerd en vergeleken met verschillende bekende metingen om de samenstelling van de nieuwe stof te bepalen. Dit proces kan op dezelfde manier worden uitgevoerd zonder een echte substantie in een spectrometer te laden, maar alleen licht door de machine te laten gaan voor metingen. Astronomen gebruiken deze methode vaak met licht uit de verre ruimte.

Om een ​​spectrum voor stoffen nauwkeurig te bepalen, moet een gasvormige vorm van de stof aan licht worden blootgesteld en ontstaat er een spectrum. Dus wanneer monsters in spectrometers worden geladen, verdampt de hoge temperatuur van de machine het kleine monster en wordt het licht gebroken overeenkomstig de samenstelling van de stof die wordt getest. In het geval van het gebruik van spectrometers voor astronomische doeleinden, worden binnenkomende golflengten en frequenties uit de ruimte op een vergelijkbare manier geanalyseerd om de samenstelling van hemelse materie te bepalen.

Wetenschappers kunnen spectrometers gebruiken om de samenstelling te bepalen van nieuwe ontdekkingen die ze doen, zowel op aarde als in verre sterrenstelsels. Zo kan een complexe samengestelde stof worden geanalyseerd en kunnen de verschillende elementaire componenten worden bepaald. Ook wordt het gebruik van spectrometrie in de medische wereld steeds populairder omdat het kan worden gebruikt om te identificeren verontreinigingen of niveaus van verschillende stoffen in de bloedbaan om mogelijke ziekten of ongewenste toxines.