Spektrometre ve Spektrofotometre
Farklı alanlarda yoğun bilimsel araştırmalar bazen canlı organizmalardaki, minerallerdeki ve belki de yıldızların bileşimindeki bileşiklerin tanımlanmasını gerektirir. Kimyasal olarak hassas doğası, saf ekstraksiyonun zorluğu ve mesafe, yukarıda gösterilen her durumda, sıradan kimyasal analizle bileşiklerin düzgün bir şekilde tanımlanmasını neredeyse imkansız hale getirir. Spektroskopi, ışığı ve özelliklerini kullanarak malzemeleri incelemek ve araştırmak için kullanılan bir yöntemdir.
Spektrometre
Spektrometre, ışığın özelliklerini ölçmek ve incelemek için kullanılan bir araçtır. Spektrograf veya spektroskop olarak da bilinir. Materyallerden yayılan veya yansıyan ışığı inceleyerek astronomi ve kimyadaki materyalleri tanımlamak için sıklıkla kullanılır. Spektrometre 1924 yılında Alman optik bilimcisi Joseph von Fraunhofer tarafından icat edildi.
Fraunhofer tasarımının spektrometreleri, ışığın özelliklerini araştırmak için bir prizma ve bir teleskop kullandı. Kaynaktan (veya malzemeden) oluşan ışık, dikey bir yarığı olan bir kolimatörden geçer. Yarıktan geçen ışık paralel ışınlara dönüşür. Kolimatörden yayılan paralel ışık demeti, farklı frekansları ayıran (spektrumu çözen) bir prizmaya yönlendirilir, böylece görünür spektrumdaki küçük değişiklikleri görme yeteneğini arttırır. Prizmadan gelen ışık, büyütmenin görünürlüğü daha da artırdığı bir teleskopla gözlenir.
Bir spektrometreden bakıldığında, bir ışık kaynağından gelen ışığın spektrumu, spektrumda ışığın içinden geçtiği malzemelerin veya kaynak malzemenin belirli geçişleriyle aynı olan absorpsiyon ve emisyon çizgileri içerir. Bu, spektral çizgilerin incelenmesiyle tanımlanamayan malzemeleri belirlemek için bir yöntem sağlar. Bu işlem spektrometri olarak bilinir.
Erken spektrometreler, yıldızların ve diğer astronomik nesnelerin bileşimini belirleme araçları sağladığı astronomide yaygın olarak kullanıldı. Kimyada, moleküler yapısını değiştirmeden izole edilmesi zor olan malzemelerdeki tek tek karmaşık kimyasal bileşikleri tanımlamak için kullanıldı.
Spektrofotometre
Spektrometreler elektronik olarak çalıştırılan karmaşık makinelere dönüşmüştür, ancak Fraunhofer tarafından yapılan ilk spektrometrelerle aynı prensibi paylaşırlar. Modern spektrometreler, malzemenin sıvı bir çözeltisinden geçen tek renkli bir ışık kullanır ve bir fotodetektör ışığı algılar. Kaynak ışıkla karşılaştırıldığında ışığın değişiklikleri, cihazın emilen frekansların bir grafiğini çıkarmasına izin verir. Bu grafik, numune malzemedeki karakteristik geçişleri gösterir. Bu tür gelişmiş spektrometrelere, tek bir cihazda birleştirilmiş bir spektrometre ve fotometre olduğu için spektrofotometreler de denir. İşlem spektrofotometri olarak bilinir.
Teknolojinin ilerlemesi, spektroskopların birçok bilim ve teknoloji alanında benimsenmesine yol açtı. Görünür ışığın frekanslarının ötesine geçen elektromanyetik spektrumların IR ve UV bölgelerini tespit edebilen spektrometreler de geliştirildi. Bu spektrometreler, görünür ışıktan daha yüksek ve daha düşük enerji geçişlerine sahip bileşikleri tespit edebilir.
Spektrometre ve Spektrofotometre
• Spektroskopi, spektrometreler, spektroskoplar ve spektrofotometreler kullanarak spektrum üretme ve analiz etme yöntemlerinin incelenmesidir.
• Joseph von Fraunhofer tarafından geliştirilen temel spektrometre, ışığın özelliklerini ölçmek için kullanılabilen optik bir cihazdır. Belirli emisyon/absorpsiyon çizgilerinin dalga boylarının açıları ölçerek belirlenmesini sağlayan dereceli bir ölçeğe sahiptir.
• Spektrofotometre, emisyon/absorpsiyon dalga boyları yerine spektrumdaki bağıl yoğunlukları okumak için bir spektrometrenin bir fotometre ile birleştirildiği Spektrometrenin geliştirilmiş halidir.
• Spektrometreler yalnızca EM spektrumunun görünür bölgesinde kullanıldı, ancak spektrofotometre IR, görünür ve UV aralıklarını algılayabilir.
