Emisjonsspektrum frå hydrogengass. Linene kjem av lys som blir sendt ut på grunn av elektronsprang mellom bestemde energinivå i atoma. Linespekteret frå eit grunnstoff i gassform er spesiell for dette grunnstoffet, og kan difor brukast til å identifisere grunnstoffet.
Eit spektrum frå sollyset med absorbsjonslinjer. Dei fleste linene kjem av at bestemde bølgelengder i det lyset som stråler ut frå Solas indre, blir absorbert i dei glødande gassane i Solas ytre del. Då dei bølgelengdene ein glødande gass absorberer, er lik bølgelengdene i lyset i spektrumet til gassen, kan ein til dømes ved å jamføre linespektrumet til hydrogenet med dei tilsvarande absorbsjonslinjene i solspekteret, slå fast at Solas ytre delar inneheld hydrogen.
Spektroskopi er metodar for å identifisere kjemiske stoff i ulike materiale gjennom å studere elektromagnetisk stråling frå molekyl, atom og atomkjernar. Kjemiske stoff kan identifiserast ved at stråling med bestemde bølgjelengder anten blir absorbert av, emittert frå eller spreidd ut på spesifikke måtar frå stoffa når strålinga treffer eit materiale.
spektroskopi
Elektromagnetisk stråling er elektriske og magnetiske felt som kan overføre energi. Energien spreier seg ut som bølgjer med ulike bølgjelengder. Oppdelinga av elektromagnetisk stråling i komponentar med ulike bølgjelengder dannar grunnlaget for spektroskopi.
Fordelinga av dei ulike bølgjelengdene til strålinga dannar eit spektrum. Eit emisjonsspektrum har typisk ei eller fleire lyse linjer (emitterte bølgjelengder) på ein mørk bakgrunn, medan eit absorpsjonsspektrum har ei eller fleire mørke linjer (absorberte bølgjelengder) på ein lys bakgrunn. Ved å analysere spekteret med dei ulike komponentane, kan ein identifisere kva for nokre kjemiske stoff eit materiale inneheld.
Spektroskopisk analyse krev:
Instrumenta ein bruker, blir kalla spektrometer.
Teknikkane innanfor spektroskopi blir kategoriserte anten etter mekanismen som blir studert, eller etter type stråling som blir brukt. Dei tre mekanismane som blir mest studert er:
Tidlegare blei berre synleg lys brukt i spektroskopi, men det blir no òg brukt anna elektromagnetisk stråling (til dømes ultrafiolett, infraraudt og nær-infraraudt lys), partikkelstråling og akustiske bølgjer.
Når partikkelstråling blir brukt, kallar vi det til dømes alfaspektroskopi, betaspektroskopi eller nøytronspektroskopi, medan det blir kalla lydspektroskopi når akustiske bølgjer blir nytta.
Omgrepet spektroskopi har òg blitt utvida til å omfatte studiar av vekselverknader mellom partiklar som elektron, proton og ion.
I vidaste forstand omfattar spektroskopi òg andre teknikkar som blir brukte til å identifisere kjemiske stoff, som til dømes massespektrometri.
Spektroskopi blir brukt både innan grunnforsking og som analysemetode innan mange ulike vitskaplege område for å bestemme samansetninga av ulike prøver.
Spektroskopi blir til dømes brukt til kvalitetskontroll i matvareindustrien. I farmasøytisk industri blir spekstroskopi brukt til mellom anna å teste reinleiken til medikament og til å overvake produksjon. Innan medisinsk diagnostikk blir spektroskopi brukt til å analysere mellom anna blodprøver og vevsprøver, og det blir brukt innan miljøovervaking til å detektere og kvantifisere forureining i luft, jord og vatn.
Spektroskopi der infraraud stråling og mikrobølgjestråling blir brukt, gjev informasjon om struktur og rørsle til molekyler.
Spektroskopi i det ultrafiolette området og i røntgenområdet gjev meir nøyaktig informasjon om atom og om krystallstrukturar i molekyl.
Gammaspektroskopi gjev informasjon om strukturen til atomkjernar.
Partikkelspektroskopi omfattar undersøkingar av alfastråling og betastråling frå radioaktive desintegrasjonar og av partiklar som blir sende ut i kjernereaksjonar.
I astrofysikk blir spektroskopi brukt til analyse av kva slags stoff som finst i stjerner.
Når stråling blir sendt inn mot eit materiale, til dømes ei væske eller ein gass, skjer ein interaksjon mellom strålinga og dei kjemiske stoffa som materialet består av, mellom anna ved at stråling med bestemde bølgjelengder blir absorbert. Når atom, molekyl, ion eller andre partiklar absorberer energi frå stråling, går dei over frå eitt energinivå til eit anna. Partiklane blir då eksitert til eit høgare energinivå. Når partiklane går tilbake til den opphavlege energitilstanden dei hadde, blir energi sendt ut igjen (emittert), i form av stråling.
Partiklar kan berre ha bestemde energinivå, ikkje kontinuerlige. Dette betyr at materie berre absorberer stråling med gitte bølgjelengder. Dette kan tenkjast på som ein stige med bestemde trinn, der det trengst ein gitt energi for å gå frå eitt trinn til eit trinn høgare opp. Energien blir bestemd av relasjonen \(E = \frac{hc}{\lambda} \), der \(h\) er Plancks konstant, \(c\) er lysfarta og λ er bølgjelengda.
Når lys treffer ein partikkel, kan den gå frå eitt energinivå til eit høgare opp berre dersom energien til lyset passar nøyaktig til forskjellen mellom to energinivå for partikkelen. Dette gjer det mogleg å identifisere partiklar basert på bølgjelengdene til strålinga som blir absorbert. Strålinga som blir absorbert av bestemde kjemiske stoff eller materiale, dannar eit absorpsjonsspektrum der strålinga er delt opp i ulike bølgjelengder.
På same måte kan det òg berre bli sende ut (emitterast) lys med bestemde bølgjelengder, sidan det krev at ein partikkel går ned til eit lågare energinivå, og det berre kan bli sende ut energi som svarer nøyaktig til forskjellen mellom to energinivå. Denne strålinga dannar då eit emisjonsspektrum.
Ved å analysere strålingsspekter frå eit materiale kan ein identifisere dei kjemiske stoffa som materialet inneheld.
Når ein analyserer lysspreiing frå eit materiale ser ein på korleis stråling med ulike bølgjelengder blir spreidd ut når den treffer materialet.
Dei tyske fysikarane Robert Wilhelm Bunsen og Gustav Kirchhoff oppdaga i 1859 at spektrallinjene i det synlege spekteret kunne brukast til å identifisere grunnstoff. Dei la dermed grunnlaget for bruk av spektroskopi i kjemi.
Kommentarar
Kommentarar til artikkelen blir synleg for alle. Ikkje skriv inn sensitive opplysningar, for eksempel helseopplysningar. Fagansvarleg eller redaktør svarar når dei kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må vere logga inn for å kommentere.