Vad studerar man med en spektrometer
Ljus: UV, vis-, IRSpektroskopi
Spektroskopi existerar samlingsnamnet på grund av experimentella metoder till för att analysera spektra. Vanligen används elektromagnetisk strålning på grund av för att analysera enstaka sektion från detta elektromagnetiska spektrumet samt på det sättet får förståelse angående kemiska koncentrationer samt kombinationer.
inom sin vidare fras används begreppet även på grund av metoder var partiklar såsom elektroner, neutroner alternativt atomer används vilket informationsbärare. termen ljusanalys anger ordagrant för att man tittar vid en spektrum.
Historik
[redigera | redigera wikitext]Historiskt besitter dem spektroskopiska metoderna utvecklats ur iakttagelser från spektra från detta stöt såsom man får då ljuset ifrån mot modell solen får passera en prisma.
Vad är spektrometri? Materia växelverkar med elektromagnetisk strålning: Ljusangående detta även gått förbi genom enstaka gas kunna man iaktta mörka grupp alternativt linjer inom spektret, beroende vid för att gasens atomer alternativt molekyler absorberat ljus från vissa frekvenser. liknande absorptionsband, liksom ljusa emissionsband, kunna även iakttas inom spektrum ifrån stjärnor. Jämförelse mellan stjärnspektra samt laboratoriespektra äger sedan talet betytt enormt till förståelsen från världsrymden.
inom samt tillsammans med kvantmekanikens tillväxt besitter spektroskopiska metoder bringat klarhet inom atomers attribut. ljusanalys omfattar idag ej bara detta synliga spektret utan samtliga mätbara våglängdsområden.
)När man ej bara iakttar att detta finns en mörkt alternativt ljust grupp nära enstaka viss våglängd utan man mäter både våglängd samt intensitet talar man ifall spektrometri. detta gemensamma till all spektralanalys existerar enstaka intensitet vilket ett funktion från ett våglängd alternativt frekvens. ett graf[särskiljning&#;behövs] vilket visar detta funktionssamband kallas spektrogram.
tillsammans undantag från masspektrometri besitter termen spektralanalys dock ej slagit igenom helt samt hållet, samt vissa metoder tillsammans med vilka man nog är kapabel mäta enstaka signals intensitet, mot modell NMR-spektroskopi, kallas alltjämt "spektroskopi".
Varianter
[redigera | redigera wikitext]Man kunna grovt dela in ljusanalys inom absorptions- samt emissionsspektroskopi.
En röntgenspektrometer används för att mäta röntgenstrålninginom detta inledande tar ett atom upp ljus samt inom detta senare avger atomer ljus. till för att fullständigt behärska förklara denna process måste den behandlas inom kvantmekaniken. Inom kvantmekaniken finns förklaringen på grund av varför elektroner inom atomer bara tillåts inneha vissa bestämda, detta önskar yttra diskreta, energivärden (en bildlig jämförelse skulle artikel mot modell enstaka himlakropp likt endast är kapabel äga planetbanor tillsammans vissa radier).
Fysikalisk bakgrund
[redigera | redigera wikitext]När elektroner hoppar mellan dessa energitillstånd ("banor" alternativt elektronskal) avges alternativt tas detta upp en ljuskvantum (en foton) tillsammans med ett energi vilket motsvarar skillnaden inom elektronens energi inom dessa tillåtelse, detta kallas excitation.
Jämför vad Bohr gjorde med väteatomen! (Fast egentligen var det nog inte han som gjorde det, men han drog vackra slutsatserMan kunna visa inom kvantmekaniken för att ett fotons energi motsvarar ett viss våglängd: , var existerar Plancks konstant samt existerar ljusets våglängd.
Ett fullständigt spektrum motsvarar alltså samtliga tänkbara skillnader mellan elektrontillstånd inom ett atom. varenda grundämne besitter enstaka alldeles personlig uppsättning från elektrontillstånd samt på det sättet besitter detta en unikt spektrum.
Spektra från föreningar (molekyler alternativt fasta kroppar) är kapabel existera mer diffusa.
)Detta sker då allt fler atomer från identisk stöt sammankommer samt deltar inom bindningen. Då reduceras energiskillnaden mellan elektrontillstånden tills dem flyter ihop samt bildar grupp. Detta innebär för att även skillnaderna mellan föreningarnas respektive spektra reducerar då liknande tillåtelse förekommer. Detta sker oftast inom optiska området likt inkluderar synligt ljus.
inom röntgenområdet deltar dock elektrontillstånd tillsammans med diskreta väl skilda energier såsom lämpar sig förbättrad till undersökningar var mer än bara en fåtal atomer existerar inblandade.
Spektrometri är mätningen av elektromagnetisk strålning för att få information om ett systemMolekyler roterar samt skakar, vilket påverkar dem krafter liksom verkar vid elektronerna samt därför även vilka banor dem går inom.
Den inflytande rotationen besitter vid energibanorna beskrivs från
där existerar Diracs konstant, c existerar ljusets hastighet, B existerar ett rotationskonstant, angiven nedan samt D existerar enstaka korrektionsterm orsakad från centrifugaleffekter.
där I står till tröghetsmomentet.
Den effekt vibrationen äger vid energibanorna beskrivs från
där existerar vibrationskvanttalet, , medan samt existerar konstanter.
Den inledande parentesen utgår ifrån vibration baserad vid ett harmonisk oscillator, medan övriga parenteser sedan tar hänsyn mot dem anharmoniska delarna.