Spektrometer je bežný nástroj používaný rôznymi vedcami na zisťovanie informácií o objekte alebo látkach prostredníctvom analýzy jeho svetelných vlastností. Neznáme kompozície rozdelené na základné elementárne komponenty alebo svetlá vyžarované z ďalekých galaxií možno použiť na určenie informácií o vesmírnych objektoch vrátane ich veľkosti a rýchlosti.
Základný účel
Spektrometre majú rôzne použitie vo vedeckom priemysle, najmä v astronómii a chémii. Všetky spektrometre majú tri základné časti - vytvárajú spektrum, rozptyľujú ho a merajú intenzitu línií vytvorených zo spektra. Každá látka a prvok produkuje rôzne svetelné frekvencie a vzory, ktoré sa podobajú vlastným odtlačkom prstov. Pomocou tohto princípu môžu vedci analyzovať neznáme látky a materiály pomocou spektrometrov a potom porovnať výsledky so známymi vzormi a určiť zloženie testovanej osoby.
História
Korene spektrometrov siahajú do roku 300 pred Kristom, keď Euclid začal pracovať so sférickými zrkadlami. Na konci 17. storočia vytvoril Isaac Newton slovo spektrum, aby opísal škálu farieb vytvorených rozptylom svetla cez hranol. Analyzácia a ďalšie štúdium teórie farieb pokračovali postupne a na začiatku 19. storočia sa začali rôzni vedci objavovať prvé spektrometre. Najskoršie spektrometre využívali malú štrbinu a šošovku, ktoré prechádzali svetlom cez hranol, aby lámali svetlo na spektrum premietané trubicou na analýzu. Technologický pokrok tento nástroj neustále zdokonaľoval, pričom najnovší vývoj sa stal viac počítačovým.
Ako použiť
Spektrometre sa pomerne ľahko nastavujú a používajú. Spektrometer je spravidla zapnutý a pred použitím sa nechá úplne zahriať. Je naplnená známou látkou a kalibrovaná na vlnovú dĺžku podobnú vlnovej dĺžke známej látky. Po kalibrácii stroja sa skúšobná vzorka vloží do prístroja a pre vzorku sa stanoví spektrum. Vlnové dĺžky sa analyzujú a porovnávajú s rôznymi známymi údajmi, aby sa určilo zloženie novej látky. Tento proces sa dá podobne uskutočniť bez toho, aby sa do spektrometra naložila skutočná látka, ale len aby sa cez prístroj nechal prechádzať svetlo na odčítanie. Astronómovia často používajú túto metódu pomocou svetla z hlbokého vesmíru.
Ako to funguje
Na presné určenie spektra látok musí byť plynná forma látky vystavená svetlu a vznikne spektrum. Takže keď sú vzorky vložené do spektrometrov, vysoká teplota prístroja odparí malú vzorku a svetlo sa láme podľa zloženia testovanej látky. V prípade použitia spektrometrov na astronomické účely sa prichádzajúce vlnové dĺžky a frekvencie z vesmíru analyzujú podobným spôsobom, aby sa určilo zloženie nebeskej hmoty.
Využitie
Vedci môžu pomocou spektrometrov určiť zloženie všetkých nových objavov, ktoré uskutočnia na Zemi alebo vo vzdialených galaxiách. Napríklad je možné analyzovať zložitú zloženú látku a určiť rôzne elementárne zložky. Stále populárnejšie je použitie spektrometrie v lekárskej oblasti, pretože sa dá použiť na identifikáciu kontaminanty alebo hladiny rôznych látok v krvi na zistenie možných chorôb alebo nežiaducich účinkov toxíny.