Spektrometrs pret spektrofotometru
Intensīvi zinātniski pētījumi dažādās jomās dažkārt prasa identificēt savienojumus dzīvos organismos, minerālus un, iespējams, zvaigžņu sastāvu. Ķīmiski jutīgais raksturs, tīras ekstrakcijas grūtības un attālums padara gandrīz neiespējamu savienojumus pareizi identificēt katrā iepriekš norādītajā gadījumā, izmantojot parasto ķīmisko analīzi. Spektroskopija ir metode materiālu pētīšanai un izpētei, izmantojot gaismu un tās īpašības.
Spektrometrs
Spektrometrs ir instruments, ko izmanto gaismas īpašību mērīšanai un izpētei. To sauc arī par spektrogrāfu vai spektroskopu. To bieži izmanto, lai identificētu materiālus astronomijā un ķīmijā, pētot gaismu, kas izstaro no materiāliem vai atstaro no tiem. Spektrometru 1924. gadā izgudroja vācu optiķis Džozefs fon Fraunhofers.
Fraunhofera dizaina spektrometri izmantoja prizmu un teleskopu, lai izpētītu gaismas īpašības. Gaisma no avota (vai materiāla) iet caur kolimatoru, kuram ir vertikāla sprauga. Gaisma, kas iet caur spraugu, kļūst par paralēliem stariem. Paralēlais gaismas stars, kas izstaro no kolimatora, tiek novirzīts uz prizmu, kas atdala dažādas frekvences (atrisina spektru), tādējādi palielinot spēju redzēt nelielas izmaiņas redzamajā spektrā. Gaisma no prizmas tiek novērota caur teleskopu, kur palielinājums vēl vairāk palielina redzamību.
Skatoties caur spektrometru, gaismas avota gaismas spektrs satur absorbcijas un emisijas līnijas spektrā, kas ir identiskas to materiālu īpašajām pārejām, kuriem gaisma ir gājusi cauri, vai avota materiālam. Tas nodrošina metodi neidentificētu materiālu noteikšanai, pētot spektrālās līnijas. Šis process ir pazīstams kā spektrometrija.
Agrīnie spektrometri tika plaši izmantoti astronomijā, kur tie nodrošināja līdzekļus zvaigžņu un citu astronomisku objektu sastāva noteikšanai. Ķīmijā to izmantoja, lai identificētu atsevišķus sarežģītus ķīmiskos savienojumus materiālos, kurus bija grūti izolēt, nemainot to molekulāro struktūru.
Spektrofotometrs
Spektrometri ir kļuvuši par elektroniski darbināmām sarežģītām iekārtām, taču tiem ir tāds pats princips kā Fraunhofer sākotnējiem spektrometriem. Mūsdienu spektrometri izmanto monohromatisku gaismu, kas iet caur šķidru materiāla šķīdumu, un fotodetektors nosaka gaismu. Gaismas izmaiņas salīdzinājumā ar avota gaismu ļauj instrumentam izvadīt absorbēto frekvenču grafiku. Šis grafiks norāda raksturīgās pārejas parauga materiālā. Šāda veida uzlabotos spektrometrus sauc arī par spektrofotometriem, jo tas ir spektrometrs un fotometrs, kas apvienoti vienā ierīcē. Process ir pazīstams kā spektrofotometrija.
Tehnoloģijas attīstības rezultātā spektroskopi tika izmantoti daudzās zinātnes un tehnoloģiju jomās. Pārsniedzot redzamās gaismas frekvences, tika izstrādāti arī spektrometri, kas spēj noteikt elektromagnētiskā spektra IR un UV apgabalus. Ar šiem spektrometriem var noteikt savienojumus ar augstāku un zemāku enerģijas pāreju nekā redzamā gaisma.
Spektrometrs pret spektrofotometru
• Spektroskopija ir spektru iegūšanas un analīzes metožu izpēte, izmantojot spektrometrus, spektroskopus un spektrofotometrus.
• Džozefa fon Fraunhofera izstrādātais pamata spektrometrs ir optiska ierīce, ko var izmantot gaismas īpašību mērīšanai. Tam ir graduēta skala, kas ļauj noteikt īpašo emisijas/absorbcijas līniju viļņu garumus, izmērot leņķus.
• Spektrofotometrs ir spektrometra izstrāde, kurā spektrometrs tiek apvienots ar fotometru, lai nolasītu relatīvās intensitātes spektrā, nevis emisijas/absorbcijas viļņu garumus.
• Spektrometri tika izmantoti tikai EM spektra redzamajā apgabalā, bet spektrofotometrs var noteikt IR, redzamo un UV diapazonu.
