Spektrometer

Ein Spektrometer (spectrophotometer, Spektrograph oder Spektroskop) ist ein Instrument, das verwendet ist, um Eigenschaften des Lichtes über einen spezifischen Teil des elektromagnetischen Spektrums normalerweise zu messen, das in der spektroskopischen Analyse verwendet ist, um Materialien zu identifizieren. Die gemessene Variable ist meistenteils die Intensität des Lichtes, aber konnte auch zum Beispiel der Polarisationsstaat sein. Die unabhängige Variable ist gewöhnlich die Wellenlänge des Lichtes oder einer Einheit, die zur Foton-Energie, wie wavenumber oder Elektronvolt direkt proportional ist, der eine gegenseitige Beziehung zur Wellenlänge hat. Ein Spektrometer wird in der Spektroskopie verwendet, um geisterhafte Linien zu erzeugen und ihre Wellenlängen und Intensitäten zu messen. Spektrometer ist ein Begriff, der auf Instrumente angewandt wird, die über eine sehr breite Reihe von Wellenlängen, von der Gammastrahlung und den Röntgenstrahlen in weiten infrarot funktionieren. Wenn das Instrument entworfen wird, um das Spektrum in absoluten Einheiten aber nicht Verhältniseinheiten zu messen, dann wird es normalerweise einen spectrophotometer genannt. Die Mehrheit von spectrophotometers wird in geisterhaften Gebieten in der Nähe vom sichtbaren Spektrum verwendet.

Im Allgemeinen wird jedes besondere Instrument über einen kleinen Teil dieser Gesamtreihe wegen der verschiedenen Techniken funktionieren, die verwendet sind, um verschiedene Teile des Spektrums zu messen. Unter optischen Frequenzen (d. h. an Mikrowellen- und Radiofrequenzen), ist der Spektrum-Analysator ein nah zusammenhängendes elektronisches Gerät.

Spektroskope

Spektroskope werden häufig in der Astronomie und einigen Zweigen der Chemie verwendet. Frühe Spektroskope waren einfach Prismen mit Graduierungen, die Wellenlängen des Lichtes kennzeichnen. Moderne Spektroskope verwenden allgemein eine Beugungsvergitterung, einen beweglichen Schlitz und eine Art Photoentdecker, alle, die automatisiert und von einem Computer kontrolliert sind. Das Spektroskop wurde 1819 von Joseph von Fraunhofer erfunden. Gustav Robert Kirchhoff und Robert Bunsen haben ein Spektroskop 1859 erfunden, das die Entdeckung von Cäsium und Rubidium ermöglicht hat. Kirchoff und Bunsen haben auch den Ursprung von Linien von Fraunhofer erklärt.

Wenn ein Material zur Weißglut geheizt wird, strahlt es Licht aus, das für das Atommake-Up des Materials charakteristisch ist.

Besondere leichte Frequenzen verursachen scharf definierte Bänder auf der Skala, von der als Fingerabdrücke gedacht werden kann. Zum Beispiel hat das Element-Natrium ein sehr charakteristisches doppeltes gelbes Band, das als die NatriumsD-Linien an 588.9950 und 589.5924 Nanometern bekannt ist, von denen die Farbe für jeden vertraut sein wird, der eine Tiefdruck-Natriumsdampf-Lampe gesehen hat.

Im ursprünglichen Spektroskop-Design am Anfang des 19. Jahrhunderts ist Licht in einen Schlitz eingegangen, und eine zusammenfallen lassende Linse hat das Licht in einen dünnen Balken von parallelen Strahlen umgestaltet. Das Licht hat dann ein Prisma durchgeführt (in tragbaren Spektroskopen, gewöhnlich ein Prisma von Amici), der den Balken in ein Spektrum gebrochen hat, weil verschiedene Wellenlängen verschiedene Beträge wegen der Streuung gebrochen wurden. Dieses Image wurde dann durch eine Tube mit einer Skala angesehen, die auf das geisterhafte Image umgestellt wurde, sein direktes Maß ermöglichend.

Mit der Entwicklung des fotografischen Films wurde der genauere Spektrograph geschaffen. Es hat auf demselben Grundsatz wie das Spektroskop basiert, aber es hatte eine Kamera im Platz der Betrachtungstube. In den letzten Jahren haben die elektronischen um die Photovermehrer-Tube gebauten Stromkreise die Kamera ersetzt, spectrographic Echtzeitanalyse mit der viel größeren Genauigkeit erlaubend. Die Reihe von Photosensoren wird auch im Platz des Films in spectrographic Systemen verwendet. Solche geisterhafte Analyse oder Spektroskopie, ist ein wichtiges wissenschaftliches Werkzeug geworden, für die Zusammensetzung des unbekannten Materials zu analysieren und um astronomische Phänomene zu studieren und astronomische Theorien zu prüfen.

In modernen Spektrographen im UV, sichtbar, und nahe - IR geisterhafte Reihen, wird das Spektrum allgemein in der Form der Foton-Zahl pro Einheitswellenlänge (nm oder μm), wavenumber (μm, Cm), Frequenz (THz) oder Energie (eV) mit den durch die Abszisse angezeigten Einheiten gegeben. Mitte - zum weiten-IR werden Spektren normalerweise in Einheiten von Watts pro Einheitswellenlänge (μm) oder wavenumber (Cm) ausgedrückt. In vielen Fällen wird das Spektrum mit den Einheiten verlassen einbezogen (wie "Digitalzählungen" pro geisterhaften Kanal) gezeigt.

Spektrographen

Ein Spektrograph ist ein Instrument, das eine eingehende Welle in ein Frequenzspektrum trennt. Es gibt mehrere Arten von Maschinen gekennzeichnet als Spektrographen abhängig von der genauen Natur der Wellen. Die ersten Spektrographen haben fotografisches Papier als der Entdecker verwendet. Geisterhafte Klassifikation des Sterns und Entdeckung der Hauptfolge, des Gesetzes von Hubble und der Folge von Hubble wurden alle mit Spektrographen gemacht, die fotografisches Papier verwendet haben. Das Pflanzenpigment phytochrome wurde mit einem Spektrographen entdeckt, der lebende Werke als der Entdecker verwendet hat. Neuere Spektrographen verwenden elektronische Entdecker wie CCDs, der sowohl für das sichtbare als auch für UV Licht verwendet werden kann. Die genaue Wahl des Entdeckers hängt von den Wellenlängen des zu registrierenden Lichtes ab.

Ein echelle Spektrograph verwendet zwei Beugung gratings, hat 90 Grade in Bezug auf einander rotieren gelassen und hat in der Nähe von einander gelegt. Deshalb wird ein Eingangspunkt und nicht ein Schlitz verwendet, und ein 2. CCD-Span registriert das Spektrum. Gewöhnlich würde man schätzen, um ein Spektrum auf der Diagonale wiederzubekommen, aber wenn sowohl gratings einen breiten Abstand haben als auch einer aufgeflammt wird, so dass nur die erste Ordnung sichtbar ist und der andere aufgeflammt wird, dass viele höhere Ordnungen sichtbar sind, bekommt man ein sehr feines auf einen kleinen allgemeinen CCD-Span nett gefaltetes Spektrum. Der kleine Span bedeutet auch, dass die zusammenfallen lassende Optik für Koma oder Astigmatismus nicht optimiert zu werden braucht, aber die kugelförmige Abweichung kann auf die Null gesetzt werden.

Ein Spektrograph wird manchmal polychromator als eine Analogie zu monochromator genannt.

Massenspektrometer

Siehe auch

  • Liste von leichten Quellen
  • Fotometrie (Optik) Artikel Main Photometry/Radiometry - erklärt Fachbegriffe
  • Spektroskopie
  • Circulardichroismus
  • Massenspektrometer
  • Monochromator
  • Czerny-Dreher monochromator
  • Die Abtastung der Beweglichkeitspartikel Sizer
  • Prisma

Bibliografie

http://gratings.newport.com/library/handbook/cover.asp

Außenverbindungen


Schrift / IBM System/360
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