Что такое спектрометр?

Спектрометр - это распространенный инструмент, используемый различными учеными для определения информации об объекте или веществах посредством анализа их световых свойств. Неизвестные составы, разбитые на основные элементарные компоненты или свет, излучаемый далекими галактиками, можно использовать для определения информации о космических объектах, включая их размер и скорость.

Спектрометры находят множество применений в научной отрасли, особенно в астрономии и химии. Все спектрометры состоят из трех основных частей: они производят спектр, рассеивают спектр и измеряют интенсивности линий, полученных из спектра. Каждое вещество и элемент создают разные частоты и узоры света, которые похожи на их собственные отпечатки пальцев. Используя этот принцип, ученые могут анализировать неизвестные вещества и материалы с помощью спектрометров, а затем сравнивать результаты с известными моделями, чтобы определить состав испытуемого.

История создания спектрометров восходит к 300 г. до н.э., когда Евклид начал работать со сферическими зеркалами. В конце 17 века Исаак Ньютон придумал слово «спектр» для описания диапазона цветов, получаемых при рассеивании света через призму. Анализ и дальнейшее изучение теории цвета продолжались постепенно, и в начале 19 века различные ученые начали появляться первые спектрометры. В самых ранних спектрометрах использовалась небольшая щель и линза, пропускавшие свет через призму для преломления света в спектр, проецируемый через трубку для анализа. Технологические достижения постоянно улучшали этот инструмент, а самые последние разработки все больше основывались на компьютерах.

Спектрометры довольно просты в настройке и использовании. Обычно спектрометр включают и дают ему полностью нагреться перед использованием. Он наполнен известным веществом и откалиброван на длину волны, аналогичную длине волны известного вещества. Как только машина откалибрована, в нее загружается тестовый образец, и для образца определяется спектр. Длины волн анализируются и сравниваются с различными известными показаниями для определения состава нового вещества. Этот процесс можно аналогичным образом выполнить без загрузки реального вещества в спектрометр, а просто позволить свету проходить через устройство для считывания. Астрономы часто используют этот метод, используя свет из дальнего космоса.

Чтобы точно определить спектр веществ, газообразную форму вещества необходимо подвергнуть воздействию света и создать спектр. Таким образом, когда образцы загружаются в спектрометры, высокая температура машины испаряет крошечный образец, и свет преломляется в соответствии с составом тестируемого вещества. В случае использования спектрометров в астрономических целях, длины волн и частоты, поступающие из космоса, анализируются аналогичным образом для определения состава небесной материи.

Ученые могут использовать спектрометры для определения состава любых новых открытий, которые они делают на Земле или в далеких галактиках. Например, можно анализировать сложное составное вещество и определять различные элементарные компоненты. Кроме того, использование спектрометрии в медицине становится все более популярным, поскольку ее можно использовать для идентификации загрязнители или уровни различных веществ в кровотоке для выявления возможных заболеваний или нежелательных токсины.