Kas ir spektroskops?
Espektroskops Tas ir rīks, ko izmanto gaismas analīzes veikšanai, ar kura palīdzību var iegūt datus par fizisko īpašību skaitu vai objektu īpašībām, t.sk. Zvaigznes. Tos izmanto ļoti dažādās jomās, sākot no teorētiskajiem pētījumiem tādās zinātnēs kā ķīmija vai kvantu fizika, kā arī rūpniecības vai medicīnas jomās. Šajā ziņā, zinot zinātniskās metodes Tas ir galvenais, lai izprastu tā darbību un lietojumus.
Spektroskopa izcelsme
Savā izcelsmē spektroskopiem iekšā bija prizmatiskas stikla formas, ar kurām varēja iegūt gaismas emisiju izkliedi, jo tam tika izmantoti dažādi laušanas leņķi, kādi ir dažādām krāsām, šodien mēs zinām, kuri ir novērojami ar baltās gaismas viļņu garumiem. .
Tāpat šim pašam mērķim tika izmantotas difrakcijas zonas, kas ir vēl viena īpatnība, ar kuru var panākt baltās gaismas veidā izstarojošo emanāciju sadalījumu.
Ir teikts, ka izgudrojums pirmais spektroskops Tas ir saistīts ar diviem vācu pētniekiem Robertu Bunsenu un Gustavu Kirhhofu deviņpadsmitā gadsimta vidū. Taču patiesība ir tāda, ka vairāki zinātnieki iepriekšējos gados izstrādāja ļoti līdzīgas ierīces, no kurām dažas veidoja testus, kas tika izmantoti eksperimentos, lai analizētu ķīmisko analīžu rezultātā iegūtos spektrus.
Džozefs fon Fraunhofers
Pierādījums tam ir tas, ka 1787. gadsimta sākumā Džozefs fon Fraunhofers (1826-XNUMX) sniedza nozīmīgu ieguldījumu Saules spektra un saules spektra izpētē. saules struktūra, ar kurām viņš varēja redzēt vairākas melnas līnijas, kuras mūsdienās nes viņa vārdu. Šie Fraunhofera eksperimenti bija viņa zinātkāres rezultāts, lai atrastu viendabīgu gaismas avotu viņa optisko instrumentu pareizai darbībai.
Pateicoties visu šo pētnieku aktivitātei, bija iespējams dot impulsu spektru vai emanāciju pētīšanai pētniekiem, kurus interesēja jaunas teorijas par gaismas viļņošanos un elektrisko dzirksteļu īpašībām.
Viljams Talbots
Spektru izmantošanā ķīmisko vielu analīzē iejaucās daži prekursori, piemēram, Viljams Talbots (1800-1877), kurš, izpētījis dažādas liesmu emisijas, viņa secinājumi lika viņam apgalvot, ka ikreiz, kad prizma rāda, ka kopš homogēnas. jebkuras krāsas stars atrodas liesmā, šāds stars parāda noteikta ķīmiskā elementa esamību.
Neskatoties uz šo novatorisko eksperimentu skaitu, to pielietojums bija ļoti ierobežots, galvenokārt teorētisko un praktisko problēmu dēļ, kas vēl nebija atrisinātas. Viens no tiem ir tas, ka dažādiem liesmu spektriem bija sarežģītāks izskats, nekā sākotnēji tika secināts. Patiesībā Fraunhofera emanācijām vai līnijām vēl nebija ticama zinātniska skaidrojuma.
Viljams gulbis
Piecdesmitajos gados apvienojās vairāki faktori, lai eksponenciāli palielinātu zinātnisko eksperimentu skaitu ar gaismas spektriem, tostarp tos, ko veica Viljams Svons, kurš bija Skotijas Jūras un militārās akadēmijas profesors, ar kuru viņš vienojās par spektrālās analīzes lielo jutīgumu, ļaujot tā, lai noteiktu ļoti mazus dažu ķīmisko elementu, piemēram, nātrija, daudzumus.
Šie eksperimenti ļāva viņam izskaidrot parasto nātrija D līnijas klātbūtni un noteikt nepieciešamību strādāt ļoti piesardzīgi attiecībā uz paraugu tīrību un izmantotajām liesmām. Instruments, kas palīdzēja atrisināt dažas no šīm problēmām, bija Bunsena tajos gados radītais deglis.
Konstitūcija un partijas
El spektroskops Tas sastāv no prizmas, kolimatora un teleskopa, kura optimālais ir ahromatisks dizains, kas atvieglo piekļuvi skaidrai visa spektra novērošanai. Šīs daļas ir stingri piestiprinātas ierīces centrālajam korpusam, savienojot to ar metāla pamatni, izmantojot statni ar regulējamu augstumu. Tās apakšējā centrālajā daļā mēs atradīsim ierīci, kas piegādā gaismu līdz mērogam. Interesanti atzīmēt, ka šie instrumenti var būt daļa no a paštaisīts spektroskops.
Spektroskops ECYT 12-810
Šī elementi spektroskops Tie ir šādi:
- Krama stikla vienādmalu trīsstūrveida prizma (n=1.65)
- Kolimators, kas sastāv no fiksēta slota (0.2 mm) un ahromatisko lēcu sistēmas, kas izvietotas uz 25 x 100 mm alumīnija caurules.
- Novērošanas teleskops, ko veido ahromatisks objektīvs, kas novietots uz alumīnija caurules, un objektīvs, kas uzstādīts uz hromētas bronzas caurules ar iekļautu skalu.
- Centrālais vai cilindrisks korpuss, 90 mm diametrā, 50 mm biezumā.
- Balsta pamatne, taisnstūrveida 100x150mm, ar bremžu sistēmu kolonnas nostiprināšanai, krāsotā čugunā.
- 15x130mm hromēta dzelzs cilindriska kolonna.
- Mēroga apgaismojums, ar difuzoru ekrānu
Darbības princips
Ir ļoti daudz dažādu metožu, stratēģiju un paņēmienu, kas saistīti ar izmantošanu spektroskops, Šī iemesla dēļ ir izveidots ļoti daudz dažādu veidu, kuriem ir ļoti atšķirīgas īpašības, tāpēc var rasties zināmas grūtības atpazīt kādu kopīgu iezīmju vai principu esamību.
El spektroskops Tam ir funkcija sadalīt krītošo gaismu, sadalot to dažādos starojumos vai monohromatiskās emisijās, ar to iespējams tieši novērot noteikta elementa gaismas spektru. Izkliedi vai sadalīšanos var iegūt ar refrakcijas palīdzību, kā tas notiek gadījumā prizmas spektroskops vai ar difrakcijas palīdzību, kas notiek ar spektroskops tīkls.
Prizmas spektroskops
Veidošanās spektroskops Prizma sastāv no spraugas, caur kuru gaisma caur grupētajām lēcām iet uz prizmu un okulāra lēcu. Gaisma, kas iekļūst analizēšanai, vispirms krīt caur kolimējošu lēcu, kas rada šauru un paralēlu gaismas kūli, un pēc tam iziet caur prizmu, kur šis stars tiek sadalīts dažādos monohromatiskajos starojumos, kas to veido.
Pateicoties okulāra objektīvam, attēlu var fokusēt uz spraugas. Tādējādi spektra līnijas, kas veido spektru, patiesībā nav nekas vairāk kā spraugas attēlu sērija. Šī parādība ir līdzīga tai, ko var novērot varavīksne kas tiek parādīts lietus periodos, bet ar pietiekamu saules gaismu, lai lietus lāses pildītu mazu prizmu funkciju, kas atdala dažādus starojumus.
Tīkla spektroskops
El spektroskops Režģis ir tāds, kas spēj izkliedēt gaismu, izmantojot difrakcijas režģi, nevis izmantojot prizmu. Difrakcijas režģis ir spoguļa virsma, kas var būt izgatavota no metāla vai stikla, uz kuras ar dimantu ir novilktas daudzas ļoti smalkas paralēlas līnijas. Šāda veida priekšrocības spektroskops ir tas, ka tai ir lielāka izkliedes jauda nekā prizmai, tāpēc tas veicina detalizētāku spektru novērošanu.
Spektroskopu veidi vēsturē
Ir daudz spektroskopu veidu, bet mēs minēsim atbilstošākos pēc vēstures periodiem:
- Spektroskops, ko izstrādājis franču ražotājs Jules Duboscq
- Andersa Jonasa Angstrema (1814-1874) spektrometrs, ko viņš izmantoja, lai pētītu Saules spektru, kas parādījās 1868. gadā.
- Kew observatorijas spektroskops, ko izmanto Saules spektra izpētei
- Pastāvīgās novirzes spektroskops, ko ražojis Londonas uzņēmums Adam Hilger
