ספקטרוסקופיה

ספקטרוסקופיה הוא תחום מחקר, שבו נמדד ספקטרום של רמות אנרגיה או ספקטרום של תדרי קרינה אלקטרומגנטית, למשל תדרי אור. שיטות ספקטרוסקופיות נפוצות בכימיה, בפיזיקה ובביולוגיה, והן משמשות פעמים רבות לזיהוי חומרים.

המכשיר המשמש לספקטרוסקופיה קרוי ספקטרומטר, ויש סוגים שונים של ספקטרומטרים שההבדלים ביניהם גדולים ולכל אחד שם המייחד אותו. משותף למכשירי ספקטרוסקופיה רבים הוא שלב הפרדה בין הקרינה הנבדקת לבין הקרינה הנפלטת מהמערכת והפרדת הקרינה הנפלטת לרכיביה. הפרדה זו מתבצעת למשל על ידי סינון אורך גל מסוים על ידי מערך של סריגים, על ידי מונוכרומטור או על ידי הפרדה מרחבית על פריזמה או אלמנט הולוגרפי.

בספקטרוסקופיית פליטה, המודגמת בתמונה, הספקטרומטר מפריד לאורכי גל את הקרינה הנפלטת על ידי חומר מעורר שמתרחשים בו מעברי אנרגיה, כאשר בכל מעבר אטום או מולקולה עוברים מרמת אנרגיה גבוהה ${\displaystyle E_{1}}$ לרמה נמוכה יותר באנרגיה ${\displaystyle E_{2}}$ ופולטים את האנרגיה העודפת בצורה של פוטון. בספקטרוסקופיית בליעה, בודקים איזה אורכי גל בולע תווך מסוים. לשם כך מאירים את התווך במקור אור עם טווח אורכי גל רחב, מציבים אחרי התווך את הספקטרומטר ובודקים את ספקטרום האור העובר, בהשוואה לספקטרום ללא התווך הבולע. לחלופין, משתמשים במקור אור מונוכרומטי הסורק תחום רחב של אורכי גל. האנרגיה ${\displaystyle h\nu }$ של הפוטון הנפלט או הנבלע ניתנת על ידי תנאי בוהר לתדירות, ${\displaystyle h\nu =|E_{1}-E_{2}|}$ כאשר אורך הגל λ נתון על ידי λ = c/ѵ.