สเปกโตรมิเตอร์คืออะไร?

สเปกโตรมิเตอร์เป็นเครื่องมือทั่วไปที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนใช้เพื่อกำหนดข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุหรือสารผ่านการวิเคราะห์คุณสมบัติแสงของมัน องค์ประกอบที่ไม่รู้จักซึ่งแบ่งออกเป็นองค์ประกอบพื้นฐานหรือแสงที่ปล่อยออกมาจากกาแลคซีไกลโพ้นสามารถนำมาใช้เพื่อระบุข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุในอวกาศ รวมทั้งขนาดและความเร็วของวัตถุ

สเปกโตรมิเตอร์มีประโยชน์หลายอย่างในอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านดาราศาสตร์และเคมี สเปกโตรมิเตอร์ทั้งหมดมีสามส่วนพื้นฐาน - พวกเขาสร้างสเปกตรัม แยกย้ายกันไปสเปกตรัมและวัดความเข้มของเส้นที่เกิดจากสเปกตรัม สารและองค์ประกอบทุกชิ้นสร้างความถี่และรูปแบบแสงที่แตกต่างกันซึ่งคล้ายกับลายนิ้วมือของตัวเอง เมื่อใช้หลักการนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์สารและวัสดุที่ไม่รู้จักโดยใช้สเปกโตรมิเตอร์ จากนั้นจึงเปรียบเทียบผลลัพธ์กับรูปแบบที่ทราบเพื่อกำหนดองค์ประกอบของตัวแบบทดสอบ

รากของสเปกโตรมิเตอร์มีอายุย้อนไปถึง 300 ปีก่อนคริสตกาล เมื่อยุคลิดเริ่มทำงานกับกระจกทรงกลม ในช่วงปลายศตวรรษที่ 17 ไอแซก นิวตันได้บัญญัติศัพท์คำว่าสเปกตรัมเพื่ออธิบายช่วงของสีที่เกิดจากการกระจายแสงผ่านปริซึม การวิเคราะห์และการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับทฤษฎีสียังคงดำเนินต่อไป และในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์หลายคนเริ่มใช้สเปกโตรมิเตอร์เป็นครั้งแรก สเปกโตรมิเตอร์แรกสุดใช้ช่องแคบและเลนส์ที่ส่งผ่านแสงผ่านปริซึมเพื่อหักเหแสงเป็นสเปกตรัมที่ฉายผ่านหลอดเพื่อทำการวิเคราะห์ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้ปรับปรุงเครื่องมือนี้อย่างต่อเนื่องด้วยการพัฒนาล่าสุดที่ใช้คอมพิวเตอร์เป็นหลัก

สเปกโตรมิเตอร์นั้นค่อนข้างง่ายในการติดตั้งและใช้งาน โดยทั่วไป สเปกโตรมิเตอร์จะเปิดขึ้นและปล่อยให้ร้อนจนหมดก่อนใช้งาน บรรจุสารที่รู้จักและสอบเทียบที่ความยาวคลื่นใกล้เคียงกับของสารที่รู้จัก เมื่อสอบเทียบเครื่องแล้ว ตัวอย่างทดสอบจะถูกโหลดเข้าไปในเครื่องและกำหนดสเปกตรัมสำหรับตัวอย่าง ความยาวคลื่นจะได้รับการวิเคราะห์และเปรียบเทียบกับการอ่านค่าต่างๆ ที่ทราบกันเพื่อกำหนดองค์ประกอบของสารใหม่ กระบวนการนี้สามารถทำได้เช่นเดียวกันโดยไม่ต้องโหลดสารจริงลงในสเปกโตรมิเตอร์ แต่ปล่อยให้แสงผ่านเครื่องเพื่ออ่านค่า นักดาราศาสตร์มักใช้วิธีนี้โดยใช้แสงจากห้วงอวกาศ

ในการหาสเปกตรัมของสารได้อย่างแม่นยำ สารในรูปก๊าซต้องอยู่ภายใต้แสงและสร้างสเปกตรัมขึ้น ดังนั้น เมื่อบรรจุตัวอย่างลงในสเปกโตรมิเตอร์ อุณหภูมิสูงของเครื่องจะระเหยตัวอย่างเล็กๆ และแสงจะถูกหักเหตามองค์ประกอบของสารที่กำลังทดสอบ ในกรณีของการใช้สเปกโตรมิเตอร์เพื่อจุดประสงค์ทางดาราศาสตร์ ความยาวคลื่นและความถี่ที่เข้ามาจากอวกาศจะได้รับการวิเคราะห์ในลักษณะเดียวกันเพื่อกำหนดองค์ประกอบของสสารท้องฟ้า

นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้สเปกโตรมิเตอร์เพื่อกำหนดองค์ประกอบของการค้นพบใหม่ ๆ ที่พวกเขาสร้างขึ้นไม่ว่าจะบนโลกหรือในกาแลคซีอันไกลโพ้น ตัวอย่างเช่น สามารถวิเคราะห์สารที่เป็นสารประกอบเชิงซ้อนและสามารถกำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบต่างๆ ได้ นอกจากนี้ การใช้สเปกโตรเมทรีในวงการแพทย์ก็ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น เนื่องจากสามารถใช้ระบุได้ สารปนเปื้อนหรือระดับของสารต่างๆ ในกระแสเลือด เพื่อตรวจหาโรคที่เป็นไปได้หรือไม่พึงประสงค์ สารพิษ