• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Spektroskopia

    Przeczytaj także...
    Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych.Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.
    Długość fali – najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali – zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.

    Spektroskopia, spektrometria – nauka o powstawaniu i interpretacji widm, uzyskanych w wyniku oddziaływań wszelkich rodzajów promieniowania na materię rozumianą jako zbiorowisko atomów i cząsteczek. Spektroskopia jest też często rozumiana jako ogólna nazwa wszelkich technik analitycznych polegających na generowaniu i interpretacji widm (popularnych w analizie chemicznej, np. kolorymetria, spektrofotometria).

    Absorpcja rentgenowska – technika analityczna należąca do absorpcyjnych metod spektroskopii atomowej pozwalająca na rejestrowanie i analizę efektów oddziaływania promieniowania rentgenowskiego z materią. Promieniowanie Rtg pozwala na ilościową jak i jakościową analizę badanej substancji. Służą do tego celu metody związane z rentgenowską analizą fluorescencyjną z dyspersją energii (EDXRF) jak i z dyspersją długości fali (WDXRF).Spektrofotometria – technika pomiarowa polegająca na ilościowym pomiarze transmisji lub odbicia światła przez próbkę. Od połowy XX wieku stanowi główne narzędzie spektroskopii absorpcyjnej i odbiciowej w bliskim nadfiolecie i świetle widzialnym, a dawniej również w podczerwieni, znajdując szerokie zastosowanie w chemii analitycznej, biologii, medycynie i badaniach materiałowych.

    Spektroskopia powstała wraz z rozwojem spektroskopowych technik analitycznych, jej znaczenie wykracza jednak poza same te techniki. Np. dyskusja na temat przyczyn złożoności elektromagnetycznego widma absorpcyjnego atomu wodoru stała się motorem rozwoju teorii kwantowej.

    Obiektem spektroskopii mogą być różne formy promieniowania, cząstki, fale. Ponadto, z powodu różnych metod badawczych, spektroskopię dzieli się ze względu na zakres parametrów fizycznych badanego zjawiska. Stąd wynika poniższa klasyfikacja:

    Dichroizm kołowy to zjawisko polegające na różnej absorpcji przez substancje światła spolaryzowanego kołowo prawoskrętnie i lewoskrętnie. Dichroizm kołowy może występować w widmach oscylacyjnych w obszarze widmowym podczerwieni (jest to tzw. wibracyjny dichroizm kołowy, ang. vibrational circular dichroism, VCD) lub w widmach elektronowych w obszarze widmowym widzialnym i nadfiolecie (jest to tzw. elektronowy dichroizm kołowy, ang. electronic circular dichroism, ECD). Samym terminem dichroizm kołowy określa się na ogół elektronowy dichroizm kołowy.Mechanika kwantowa (teoria kwantów) – teoria praw ruchu obiektów świata mikroskopowego. Poszerza zakres mechaniki na odległości czasoprzestrzenne i energie, dla których przewidywania mechaniki klasycznej nie sprawdzały się. Opisuje przede wszystkim obiekty o bardzo małych masach i rozmiarach - np. atom, cząstki elementarne itp. Jej granicą dla średnich rozmiarów lub średnich energii czy pędów jest mechanika klasyczna.
  • Spektroskopia promieniowania elektromagnetycznego:
  • spektroskopia Ramana
  • spektroskopia IR
  • spektroskopia UV-VIS
  • spektroskopia fourierowska
  • spektroskopia rentgenowska
  • spektroskopia gamma
  • spektroskopia NMR
  • spektroskopia EPR
  • FCS – Spektroskopia korelacji fluorescencji
  • spektroskopia dielektryczna
  • spektroskopia plazmowa
  • dichroizm kołowy
  • spektroskopia oscylacyjna
  • Spektroskopia dotyczącą substancji (cząsteczek i cząstek):
  • spektroskopia elektronowa
  • spektroskopia neutronowa
  • spektroskopia sił atomowych
  • spektroskopia poziomów energetycznych defektów
  • Spektroskopia fal mechanicznych
  • spektroskopia akustyczna
  • Techniki spektroskopowe dzieli się też ze względu na rodzaj oddziaływania promieniowania z badanym ciałem:

    Spektrometria promieniowania gamma polega na ilościowym badaniu widma energetycznego promieniowania gamma źródeł, bez względu na pochodzenie - tak ziemskich jak i kosmicznych. Promieniowanie gamma jest najbardziej energetycznym zakresem promieniowania elektromagnetycznego, będąc fizycznie tym samym promieniowaniem co np. promieniowanie rentgenowskie, światło widzialne, podczerwień, nadfiolet czy fale radiowe, różniącym się od tych form wyższą energią fotonów i odpowiadającą jej wyższą częstotliwością oraz mniejszą długością fali. (Z powodu wysokiej energii fotonów gamma są one na ogół liczone indywidualnie, natomiast fotony najniższych energii promieniowania elektromagnetycznego, jak np. fale radiowe są obserwowane jako fale elektromagnetyczne składające się z wielu fotonów o niskiej energii.) Podczas gdy licznik Geigera lub podobne urządzenie określa jedynie częstość zliczeń (tj. liczbę zarejestrowanych - oddziałujących z substancją czynną detektora - kwantów gamma na sekundę), spektrometr promieniowania gamma pozwala również wyznaczyć energie rejestrowanych przez detektor a emitowanych przez źródło fotonów gamma.Fala akustyczna – rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.
  • Spektroskopia inwazyjna polega na badaniu widm powstających na skutek niszczenia struktury analizowanej substancji przez przechodzące przez nią promieniowanie. Można tu badać zarówno widma promieniowania powodującego niszczenie po jego przejściu przez substancję, jak i widma produktów rozpadu.
  • Spektroskopia absorpcyjna polega na analizie widma powstającego po przejściu promieniowania przez warstwę badanej substancji.
  • ESA – Absorpcja ze stanów wzbudzonych
  • Spektroskopia emisyjna, w której bada się widma, emitowane przez badaną substancję po poddaniu jej działaniu określonego bodźca fizycznego (np. podgrzaniu) lub widma emitowane spontanicznie.
  • Spektroskopia odbiciowa – w jej ramach badane są widma, które powstały w wyniku odbicia promieniowania od powierzchni analizowanej substancji.
  • Spektroskopia rozproszeniowa – odmiana spektroskopii odbiciowej polegająca na badaniu widma powstałego w wyniku rozpraszania promieniowania przechodzącego przez gazowe lub cieczowe zawiesiny analizowanej substancji.
  • Łącząc różne rodzaje promieniowania z różnymi sposobami jego oddziaływania z badaną próbką otrzymuje się rozmaite techniki spektroskopowe. Zróżnicowane techniki spektroskopowe dają możliwość uzyskania różnorodnych informacji o badanej substancji – od jej składu atomowego, przez budowę chemiczną, aż po strukturę jej powierzchni. Techniki spektroskopowe stosuje się powszechnie w chemii, fizyce, astronomii i w wielu przemysłach.

    W radiometrii natężenie (intensywność) promieniowania to wielkość fizyczna określona jako strumień promieniowania wysyłany w jednostkowy kąt bryłowy.Widmo absorpcyjne – widmo, które powstaje podczas przechodzenia promieniowania elektromagnetycznego przez chłonny ośrodek absorbujący promieniowanie o określonych długościach. Można zarejestrować przy użyciu metod spektroskopii. Graficznie ma postać widma ciągłego z ciemnymi liniami (dla gazowych pierwiastków). Występowanie widma absorpcyjnego jest spowodowane pochłanianiem przez substancję fotonów tylko o określonych długościach fali – takich, które mogą spowodować wzbudzenie atomu lub cząsteczki do stanu dopuszczanego przez prawa mechaniki kwantowej. Zmiany stanu wzbudzenia dotyczą zarówno elektronów jak i oscylacji i rotacji całych cząstek.

    Zobacz też[]

  • spektroskop
  • Uwagi

    1. Współcześnie terminy spektroskopia i spektrometria są stosowane zamiennie. Historycznie pojęcie „spektroskopia” oznaczało wyłącznie wzrokową obserwację (łac. skopeo – patrzę, obserwuję) widma optycznego (efekty rozszczepienia światła widzialnego). Urządzenia rozbudowane, umożliwiające rejestrację widm z użyciem materiałów światłoczułych, nazywano spektrografami (łac. gráphō – piszę). Dalsze udoskonalenia doprowadziły do konstrukcji spektrometrów (łac. metiri– mierzyć), umożliwiających pomiary kątów załamania światła i związanych z nimi długości fali oraz natężenia poszczególnych wiązek składowych promieniowania (również poza jego zakresem widzialnym).

    Przypisy

    1. Spectroscopy > What is Spectroscopy? (ang.). www.news-medical.net. [dostęp 2015-02-25].
    2. Praca zbiorowa: Słownik fizyczny. Warszawa: Wydawnictwo „Wiedza Powszechna”, 1984, s. 183–184. ISBN 83-214-0053-1.
    3. Leksykon naukowo-techniczny. T. P–Ż. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1989, s. 902–903. ISBN 8320409691.
    Spektroskopia EPR (spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego, zwana również elektronowym rezonansem spinowym, ESR, dla odróżnienia od rezonansu cyklotronowego) – technika spektroskopii pozwalająca na wykrycie substancji zawierających jeden lub więcej niesparowanych elektronów, takich jak wolne rodniki, jony metali przejściowych, pierwiastki ziem rzadkich, aktynowce, defekty w dielektrykach i węglu oraz elektrony przewodnictwa w metalach i półprzewodnikach.Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopia NMR (ang. Nuclear Magnetic Resonance) – jedna z najczęściej stosowanych obecnie technik spektroskopowych w chemii i medycynie.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Materiał światłoczuły – ogólne pojęcie oznaczające wszystkie wyroby wykazujące wrażliwość na światło, które są wykorzystywane w różnorodnych procesach fotograficznych. Należą do nich zarówno materiały wrażliwe na światło widzialne, jak również na bliską podczerwień i ultrafiolet.
    Przemysł – dział produkcji materialnej, w którym wydobywanie zasobów przyrody i dostosowanie ich do potrzeb ludzi odbywa się na dużą skalę, na zasadzie podziału pracy i za pomocą maszyn.
    Widmo optyczne (spektrum) – obraz uzyskany w wyniku rozłożenia światła niemonochromatycznego na składowe o różnych długościach fal (różnych barwach), np. za pomocą pryzmatu lub siatki dyfrakcyjnej.
    Analiza spektralna - dziedzina chemii wykorzystująca metody spektroskopii do wykrywania pierwiastków i związków chemicznych.
    Kolorymetria - technika analityczna określania stężenia roztworów barwnych za pomocą wizualnego porównania intensywności barwy roztworu badanego z intensywnością barwy wzorca. W kolorymetrii wykorzystuje się liniową zależność absorpcji promieniowania widzialnego od stężenia roztworu (prawo Lamberta-Beera). Uważana za metodę prostą, szybką i dokładną.
    Absorpcja ze stanów wzbudzonych - (ang. Excited State Absorption, ESA) polega na absorpcji energii przez uprzednio wzbudzony atom, jon, cząsteczkę itp. Proces w zasadzie podobny do "zwykłej" absorpcji, zachodzi jednak ze wzbudzonego poziomu. Pomiary ESA niosą wiele informacji. Pozwalają rozstrzygnąć czy badany materiał może wzmacniać światło, czy może zachodzić w nim konwersja promieniowania (ang. up-conversion) itp. Pomiar trudny technologicznie - rzadko wykonywany. Znane ośrodki to Hamburg, Lyon, Caen oraz Uniwersytet Mikołaja Kopernika (IF) w Toruniu.
    Pomiar – według współczesnej fizyki proces oddziaływania przyrządu pomiarowego z badanym obiektem, zachodzący w czasie i przestrzeni, którego wynikiem jest uzyskanie informacji o własnościach obiektu.

    Reklama