Спектрометр
 | Эта статья требует дополнительных цитат для проверки . ( ноябрь 2023 г. ) |
Спектрометр спектральных ( / S P ɛ K ˈ T R ɒ M ɪ T ər / ) - это научный инструмент, используемый для разделения и измерения компонентов физического явления. Спектрометр является широким термином, часто используемым для описания инструментов, которые измеряют непрерывную переменную явления, в котором спектральные компоненты каким -то образом смешаны. В видимом свете спектрометр может отделять белый свет и измерять отдельные узкие полосы цвета, называемые спектром. Масс -спектрометр измеряет спектр масс атомов или молекул, присутствующих в газе. Первые спектрометры использовались для разделения света на массив отдельных цветов. Спектрометры были разработаны в ранних исследованиях физики , астрономии и химии . Возможность спектроскопии определяет химический состав , способствовал его продвижению и по -прежнему остается одним из основных применений. Спектрометры используются в астрономии для анализа химического состава звезд и планет , а спектрометры собирают данные о происхождении вселенной .
Примерами спектрометров являются устройства, которые разделяют частицы , атомы и молекулы по массе , импульсу или энергии . Эти типы спектрометров используются в химическом анализе и физике частиц .
Типы спектрометра
[ редактировать ]Оптические спектрометры или спектрометр оптического излучения
[ редактировать ]
Оптические спектрометры поглощения
[ редактировать ]Оптические спектрометры (часто просто называемые «спектрометрами»), в частности, показывают интенсивность света в зависимости от длины волны или частоты. Различные длины волн света разделяются преломлением в призме или дифракцией дифракционной решеткой . Ультрафиолетовая спектроскопия является примером.
Эти спектрометры используют явление оптической дисперсии . Свет из источника может состоять из непрерывного спектра , спектра излучения (яркие линии) или спектра поглощения (темные линии). Поскольку каждый элемент оставляет свою спектральную сигнатуру в структуре наблюдаемых линий, спектральный анализ может выявить состав рассматриваемого объекта. [ 1 ]
Спектрометр, который откалиброван для измерения падающей оптической мощности, называется спектрорадиометром . [ 2 ]
Оптические спектрометры излучения
[ редактировать ]Спектрометры оптических излучения (часто называемые «OES или Spark Spectrometers») используются для оценки металлов для определения химического состава с очень высокой точностью. Искра применяется через высокое напряжение на поверхности, которая испаряется частицы в плазму. Затем частицы и ионы излучают измерение, которое измеряется детекторами (фотоумножительными трубками) на разных характерных длинах волн.
Электронная спектроскопия
[ редактировать ]Некоторые формы спектроскопии включают анализ энергии электронов, а не энергию фотонов. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия является примером.
Масс -спектрометр
[ редактировать ]Масс -спектрометр -это аналитический прибор, который используется для идентификации количества и типа химических веществ, присутствующих в образце путем измерения соотношения массы к заряду и изобилия газофазных ионов . [ 3 ]
Спектрометр времени полета
[ редактировать ]Энергетический спектр частиц известной массы также может быть измерен путем определения времени полета между двумя детекторами (и, следовательно, скорости) в спектрометре во времени полета . В качестве альтернативы, если известна энергия частиц, массы могут быть определены в масс-спектрометре во времени .
Магнитный спектрометр
[ редактировать ]
Когда быстро заряженная частица (заряд Q , масса M ) входит в постоянное магнитное поле B под прямым углом, она отклоняется в круговой путь радиуса R из -за силы Лоренца . Импульс P частицы затем дается
- ,
где m и v - масса и скорость частицы. Принцип фокусировки самого старого и простейшего магнитного спектрометра, полукруглого спектрометра, [ 4 ] Изобретен JK Danisz, показан слева. Постоянное магнитное поле перпендикулярно странице. Заряженные частицы импульса p , которые проходят щели, отклоняются в круглые пути радиуса r = p/qb . Оказывается, что все они попадают в горизонтальную линию почти в том же месте, фокус; Здесь следует размещать счетчик частиц. Изменение B , это делает возможным измерение энергетического спектра альфа -частиц в спектрометре альфа -частиц бета -частиц в спектрометре бета -частиц, [ 5 ] частиц (например, быстрые ионы ) в спектрометре частиц или для измерения относительного содержания различных масс в масс -спектрометре .
Со времен Даниса были разработаны многие типы магнитных спектрометров, более сложных, чем полукруглый тип. [ 5 ]
Разрешение
[ редактировать ]Как правило, разрешение инструмента рассказывает нам, насколько хорошо могут быть разрешены две близкие энергии (или длины волн, или частоты, или массы). Как правило, для прибора с механическими прорезями более высокое разрешение будет означать более низкую интенсивность.
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^
OpenStax, астрономия. OpenStax. 13 октября 2016 года. < Http://cnx.org/content/col11992/latest/ >
- ^ Schneider, T.; Янг, R.; Берген, Т.; Дамбансен, C; Goodman, T.; Джордан, W.; Ли, Д.-Х; Окура, Т.; Sperfeld, P.; Торсет, а; Зонг Ю. (2022). CIE 250: 2022 Спектрорадиометрическое измерение источников оптического излучения . Вена: CIE - Международная комиссия по освещению. ISBN 978-3-902842-23-7 .
- ^ «Масс -спектрометр» (PDF) . Компендиум химической терминологии IUPAC . 2009. DOI : 10.1351/goldbook.m03732 . ISBN 978-0-9678550-9-7 Полем S2CID 99611182 . Архивировано из оригинала (PDF) 2018-10-08 . Получено 2015-06-15 .
- ^ Ян Казимиерз Данис , Ле Радий 9, 1 (1912); 10, 4 (1913)
- ^ Jump up to: а беременный К. Зигбан, Альфа-, Бета- и Гамма-Спектроскопия, Северная Голландия издательская компания Амстердам (1966)
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
