Spektrometr a spektrofotometr
Intensywne badania naukowe w różnych dziedzinach czasami wymagają identyfikacji związków w żywych organizmach, minerałów i być może składu gwiazd. Chemicznie wrażliwy charakter, trudność czystej ekstrakcji i odległość sprawiają, że prawie niemożliwe jest prawidłowe zidentyfikowanie związków w każdym przypadku pokazanym powyżej za pomocą zwykłej analizy chemicznej. Spektroskopia to metoda badania i badania materiałów przy użyciu światła i jego właściwości.
Spektrometr
Spektrometr to instrument służący do pomiaru i badania właściwości światła. Jest również znany jako spektrograf lub spektroskop. Jest często używany do identyfikacji materiałów w astronomii i chemii poprzez badanie światła emitowanego lub odbijanego od materiałów. Spektrometr został wynaleziony w 1924 roku przez niemieckiego optyka Josepha von Fraunhofera.
Spektrometry projektu Fraunhofera wykorzystywały pryzmat i teleskop do badania właściwości światła. Światło ze źródła (lub materiału) przechodzi przez kolimator, który ma pionową szczelinę. Światło przechodzące przez szczelinę staje się równoległymi promieniami. Równoległa wiązka światła emitowana z kolimatora kierowana jest na pryzmat, który rozdziela różne częstotliwości (rozdziela widmo), dzięki czemu zwiększa się możliwość zauważenia drobnych zmian w widmie widzialnym. Światło z pryzmatu jest obserwowane przez teleskop, gdzie powiększenie jeszcze bardziej zwiększa widoczność.
Podczas patrzenia przez spektrometr widmo światła ze źródła światła zawiera linie absorpcji i emisji w widmie, które są identyczne z określonymi przejściami materiałów, przez które przeszło światło, lub materiału źródłowego. Zapewnia to metodę określania niezidentyfikowanych materiałów poprzez badanie linii widmowych. Proces ten jest znany jako spektrometria.
Wczesne spektrometry były szeroko stosowane w astronomii, gdzie dostarczały środków do określania składu gwiazd i innych obiektów astronomicznych. W chemii służył do identyfikacji poszczególnych złożonych związków chemicznych w materiałach, które trudno było wyizolować bez zmiany ich struktury molekularnej.
Spektrofotometr
Spektrometry rozwinęły się w elektronicznie sterowane, złożone maszyny, ale działają na tej samej zasadzie, co pierwsze spektrometry firmy Fraunhofer. Nowoczesne spektrometry wykorzystują światło monochromatyczne, które przechodzi przez ciekły roztwór materiału, a fotodetektor wykrywa światło. Zmiany światła w porównaniu ze światłem źródłowym pozwalają przyrządowi wyświetlić wykres pochłanianych częstotliwości. Ten wykres pokazuje charakterystyczne przejścia w materiale próbki. Tego typu zaawansowane spektrometry są również nazywane spektrofotometrami, ponieważ są to spektrometr i fotometr połączone w jedno urządzenie. Proces ten znany jest jako spektrofotometria.
Postęp technologii doprowadził do przyjęcia spektroskopów w wielu dziedzinach nauki i technologii. Wykraczając poza częstotliwości światła widzialnego, opracowano również spektrometry zdolne do wykrywania obszarów IR i UV widm elektromagnetycznych. Za pomocą tych spektrometrów można wykryć związki o wyższych i niższych przejściach energii niż światło widzialne.
Spektrometr a spektrofotometr
• Spektroskopia to nauka o metodach wytwarzania i analizy widm przy użyciu spektrometrów, spektroskopów i spektrofotometrów.
• Podstawowy spektrometr opracowany przez Josepha von Fraunhofera to urządzenie optyczne, które może służyć do pomiaru właściwości światła. Posiada stopniowaną skalę, która umożliwia określenie długości fal poszczególnych linii emisji/absorpcji poprzez pomiar kątów.
• Spektrofotometr jest rozwinięciem spektrometru, w którym spektrometr jest połączony z fotometrem w celu odczytywania względnych natężeń w widmie, a nie długości fal emisji/absorpcji.
• Spektrometry były używane tylko w widzialnym obszarze widma EM, ale spektrofotometr może wykrywać zakresy IR, widzialny i UV.
