מהי ספקטרוסקופיה?

ספקטרוסקופיה היא טכניקה המשתמשת באינטראקציה של אנרגיה עם מדגם כדי לבצע ניתוח.

הנתונים שמתקבלים מספקטרוסקופיה נקראים א ספקטרום. ספקטרום הוא עלילה של עוצמתו אנרגיה מזוהה מול אורך הגל (או המסה או המומנטום או התדר וכו ') של האנרגיה.

ניתן להשתמש בספקטרום לקבלת מידע על רמות אנרגיה אטומית ומולקולרית, גיאומטריות מולקולריות, קשרים כימיםאינטראקציות של מולקולות ותהליכים קשורים. לעתים קרובות משתמשים בספקטרום לזיהוי מרכיבי המדגם (ניתוח איכותי). ניתן להשתמש גם בספקטרה למדידת כמות החומר במדגם (ניתוח כמותי).

מספר מכשירים משמשים לביצוע ניתוח ספקטרוסקופי. במונחים הפשוטים ביותר, ספקטרוסקופיה דורשת מקור אנרגיה (בדרך כלל לייזר, אך זה יכול להיות מקור יון או מקור קרינה) מכשיר למדידת השינוי במקור האנרגיה לאחר קיום אינטראקציה עם המדגם (לעיתים קרובות ספקטרופוטומטר או אינטרפרומטר).

ישנם סוגים רבים ושונים של ספקטרוסקופיה כמו שיש מקורות אנרגיה! הנה כמה דוגמאות:

אנרגיה מחפצים שמימיים משמשת לניתוח הרכבם הכימי, צפיפותם, לחץ, טמפרטורה, שדות מגנטיים, מהירות ומאפיינים אחרים. ישנם סוגים רבים של אנרגיה (ספקטרוסקופיות) העשויים לשמש בספקטרוסקופיה אסטרונומית.

אנרגיה שנספגת על ידי המדגם משמשת להערכת מאפייניה. לעיתים אנרגיה נספגת גורמת לשחרור האור מהדגימה, העשוי להימדד על ידי טכניקה כמו ספקטרוסקופיית פלואורסצנט.

זהו מחקר של חומרים בסרטים דקים או על משטחים. הדגימה חודרת על ידי קרן אנרגיה פעם אחת או יותר, והאנרגיה המשתקפת מנותחת. ספקטרוסקופיה מוחזקת מוחלטת וטכניקה הקשורה המכונה ספקטרוסקופיית השתקפות פנימית מרובה מתוסכלים משמשים לניתוח ציפויים ונוזלים אטומים.

זוהי טכניקת מיקרוגל המבוססת על פיצול שדות אנרגיה אלקטרוניים בשדה מגנטי. הוא משמש לקביעת מבנים של דגימות המכילות אלקטרונים לא מותאמים.

ישנם מספר סוגים של ספקטרוסקופיה אלקטרונית, כולם קשורים למדידת שינויים ברמות האנרגיה האלקטרונית.

מדובר במשפחה של טכניקות ספקטרוסקופיות בהן הדגימה מוקרנת על ידי כל הרלוונטים אורכי גל במקביל לפרק זמן קצר. ספקטרום הקליטה מתקבל על ידי יישום ניתוח מתמטי על תבנית האנרגיה המתקבלת.

קרינת גמא הוא מקור האנרגיה בסוג זה של ספקטרוסקופיה, הכולל ניתוח הפעלה וספקטרוסקופיה של מוסבאואר.

ספקטרום הקליטה האינפרא אדום של חומר נקרא לפעמים טביעת האצבע המולקולרית שלו. למרות שמשמשים לעתים קרובות לזיהוי חומרים, ניתן להשתמש גם בספקטרוסקופיה אינפרא אדום כדי לכמת את מספר המולקולות הקולטות.

ספקטרוסקופיית קליטה, ספקטרוסקופיית הקרינה, ספקטרוסקופיית ראמן וספקטרוסקופיית ראמן משופרת על פני השטח משתמשים לרוב באור לייזר כמקור אנרגיה. ספקטרוסקופיות לייזר מספקות מידע על אינטראקציה של אור קוהרנטי עם חומר. לרוב בספקטרוסקופיית לייזר יש רזולוציה גבוהה ורגישות גבוהה.

מקור ספקטרומטר המוני מייצר יונים. ניתן לקבל מידע על מדגם על ידי ניתוח פיזור היונים כאשר הם מתקשרים עם המדגם, בדרך כלל תוך שימוש ביחס בין מסה למטען.

בסוג זה של ספקטרוסקופיה, כל אורך גל אופטי שמתועד מקודד בתדר שמע המכיל את המידע על אורך הגל המקורי. מנתח באורך גל יכול לשחזר את הספקטרום המקורי.

פיזור אור על ידי מולקולות ראמאן עשוי לשמש כדי לספק מידע על ההרכב הכימי של הדגימה והמבנה המולקולרי שלה.

טכניקה זו כוללת עירור של אלקטרונים פנימיים של אטומים, אשר עשויים להיתפס כספיגת רנטגן. ספקטרום פליטת פלואורסצנטית רנטגן עשוי להיווצר כאשר אלקטרון נופל ממצב אנרגיה גבוה יותר לפנוי שנוצר על ידי האנרגיה הספוגה.