เทคนิคทางสเปกโตรสโกปีและการประยุกต์ใช้ของมันจะอธิบายสั้น ๆ

คลื่นแสงเกิดจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ภายในอะตอม อิเล็กตรอนในอะตอมของสารต่างๆต่างกันจึงทำให้เกิดคลื่นแสงที่แตกต่างกัน มีความสำคัญทางทฤษฎีและเป็นประโยชน์ในการศึกษาการเรืองแสงและการดูดซับสารต่างๆและกลายเป็นหัวข้อพิเศษ - การสเปคโทรสโกปี

คลื่นที่ผลิตโดยตรงจากการปล่อยแสงจากวัตถุเรียกว่าสเปกตรัมการแผ่รังสี มีสเปกตรัมการแผ่รังสี 2 ประเภทคือสเปกตรัมต่อเนื่องและสเปกตรัมเปิด

คลื่นแสงสีต่อเนื่องตั้งแต่สีแดงถึงม่วงเรียกว่าคลื่นความถี่ต่อเนื่อง สเปกตรัมการแผ่รังสีของของแข็งของแข็งของเหลวและความดันสูงเป็นสเปกตรัมต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่นแสงจากเส้นใยไฟฟ้าและแสงจากน้ำเหล็กร้อนเป็นคลื่นความถี่ต่อเนื่อง

สเปกตรัมที่มีเส้นสว่างเพียงไม่ต่อเนื่องเรียกว่าเส้นสเปกตรัม เส้นสว่างในสเปกตรัมสายเปิดเรียกว่าเส้นสเปกตรัมและแต่ละเส้นสอดคล้องกับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสง สเปกตรัมการแผ่รังสีของแก๊สที่ทำให้บริสุทธิ์หรือไอโลหะเป็นสเปกตรัมของเส้นเปิด สเปกตรัมแบบเปิดกว้างจะถูกปล่อยออกมาจากอะตอมในสถานะอิสระดังนั้นจึงเรียกว่าสเปกตรัมอะตอม เมื่อคุณมองไปที่สเปกตรัมของอะตอมของก๊าซคุณสามารถใช้หลอดสเปกตรัมซึ่งเป็นหลอดแก้วบาง ๆ ที่มีก๊าซความดันต่ำและขั้วไฟฟ้าสองตัวที่ปลายทั้งสองด้านของท่อ เมื่อขั้วไฟฟ้าสองขั้วเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงแก๊สบาง ๆ ในหลอดจะส่องสว่างขึ้นทำให้เกิดแสงสีที่แน่นอน

สเปกตรัมอะตอมของของแข็งหรือของเหลววัสดุสามารถใส่ไว้ในเปลวไฟเตา Bunsen หรือไฟฟ้าโค้งในการเผาไหม้ทำให้พวกเขาเรืองแสงหลังจากการทำให้เป็นแก๊สคุณสามารถดูจากสเปกโตรสโกสเปกตรัมเส้นเปิดของพวกเขา

การทดลองแสดงให้เห็นว่าอะตอมที่แตกต่างกันออกสเปกตรัมสายเปิดที่แตกต่างกันและแต่ละองค์ประกอบมีสเปกตรัมแบบเปิดที่แน่นอน อะตอมแต่ละตัวสามารถปล่อยความยาวคลื่นบางส่วนที่มีลักษณะเฉพาะของตัวเองได้ ดังนั้นเส้นสเปกตรัมของสเปกตรัมสายเปิดเรียกว่าเส้นสเปกตรัมเฉพาะของอะตอม เส้นสเปกตรัมเฉพาะของอะตอมสามารถใช้เพื่อระบุสารและศึกษาโครงสร้างของอะตอม

สเปกตรัมการดูดซึมที่ปล่อยออกมาจากวัตถุในแสงสีขาวที่มีอุณหภูมิสูง (ซึ่งมีความยาวคลื่นทั้งหมดของแสง) การกระจายอย่างต่อเนื่องผ่านวัสดุหลังจากที่ความยาวคลื่นบางส่วนของแสงถูกดูดซับโดยวัสดุที่เรียกว่าสเปกตรัมการดูดกลืนแสง ปล่อยให้หลอดไฟอาเจียนเปล่งแสงสีขาวเช่นผ่านก๊าซอุณหภูมิที่มีโซเดียมต่ำ (บนหลอดแอลกอฮอล์ damselfly ใส่เกลือเกลือโซเดียมการสลายตัวทางความร้อนด้วยความร้อนสามารถผลิตก๊าซ) แล้วสังเกตด้วย spectroscope คุณจะเห็นในพื้นหลังของต่อเนื่อง สเปกตรัมมีสองได้ใกล้เคียงกับความมืดนี้เป็นสเปกตรัมการดูดซึมอะตอมโซเดียม เป็นที่น่าสังเกตว่าแต่ละเส้นมืดในสเปกตรัมการดูดกลืนของอะตอมต่างๆสอดคล้องกับเส้นสว่างในสเปกตรัมการแผ่รังสีของอะตอมนั้น และสิ่งที่แสดงให้เห็นนี้ก็คือแสงที่อะตอมของก๊าซเย็นดูดซับจะเป็นแสงที่อะตอมปล่อยออกมาที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นเส้นสเปกตรัม (เส้นสีเข้ม) ในสเปกตรัมการดูดกลืนแสงจึงมีลักษณะเป็นเส้นสเปกตรัมของอะตอม แต่มักจะเห็นได้น้อยกว่าในสเปกตรัมการดูดกลืนมากกว่าในสเปกตรัมเปิด

การวิเคราะห์สเปกตรัมเนื่องจากอะตอมแต่ละตัวมีสายสเปกตรัมของตัวเองสารสามารถระบุได้และองค์ประกอบทางเคมีของพวกมันจะถูกกำหนดตามสเปกตรัม วิธีนี้เรียกว่าการวิเคราะห์สเปกตรัม ในการวิเคราะห์สเปกตรัมสามารถใช้สเปกตรัมการปล่อยและการดูดกลืนแสงได้ ข้อได้เปรียบของวิธีนี้คือมันมีความสำคัญและรวดเร็ว องค์ประกอบที่มีเนื้อหา 10 ถึง 10 กรัมในสารสามารถตรวจพบได้จากเส้นสเปกตรัมลักษณะและสามารถตรวจพบได้ การวิเคราะห์สเปกตรัมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี:

จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์สเปกตรัมเมื่อตรวจสอบว่าวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซิลิกอนและเจอร์เมเนียมเป็นไปตามข้อกำหนดที่มีความบริสุทธิ์สูง

ในอดีตการวิเคราะห์สเปกตรัมยังช่วยในการระบุองค์ประกอบใหม่ ๆ ยกตัวอย่างเช่นรูบิเดียมและซีเซียมถูกค้นพบโดยการมองไปที่สายสเปกตรัมที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในสเปกตรัม

การวิเคราะห์สเปกตรัมยังเป็นประโยชน์ในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของร่างกายท้องฟ้า ในช่วงต้นศตวรรษที่สิบเก้าเมื่อศึกษาสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์พบว่ามีเส้นสีดำมากมายในสเปกตรัมต่อเนื่อง เดิมไม่ทราบว่าเส้นมืดจะเกิดขึ้นแล้วคนเข้าใจสาเหตุของการดูดซึมสเปกตรัมเพียงรู้ว่านี่คือจากภายในแสงจ้าหลังจากดวงอาทิตย์อุณหภูมิต่ำของบรรยากาศการดูดซึมของดวงอาทิตย์ เมื่อเปรียบเทียบกับสเปกตรัมของอะตอมแล้วผู้คนก็รู้ว่าบรรยากาศของดวงอาทิตย์มีไฮโดรเจนฮีเลียมไนโตรเจนคาร์บอนออกซิเจนเหล็กแมกนีเซียมซิลิกอนแคลเซียมโซเดียมและอีกหลายสิบองค์ประกอบ

รูปแบบที่เรียงลำดับตามความยาวคลื่นหลังการแยกแสงในระบบกระจายตัวเช่นสเปกตรัมสีของรังสีดวงอาทิตย์ในการกระจายอย่างต่อเนื่องตามลำดับสีแดงส้มเหลืองเขียวครามและม่วง โครงสร้างกลไกลักษณะและการประยุกต์ใช้สเปกตรัมในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติด้านการผลิตมีการสะสมความรู้ที่หลากหลายขึ้นและถือเป็นเรื่องที่สำคัญมากในด้านสเปคโตรสโกปี สเปกโตรสโกปีใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้แต่ละอะตอมมีสเปกตรัมที่ไม่เหมือนใครเช่นลายนิ้วมือ พวกเขาสร้างเส้นสเปกตรัมหลายตามกฎบางอย่าง สมบัติของเส้นสเปกตรัมอะตอมมีความสัมพันธ์กับโครงสร้างอะตอมซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญในการศึกษาโครงสร้างอะตอม หลักการประยุกต์ใช้สเปกโตรสโกและวิธีการทดลองของการวิเคราะห์สเปกตรัมสามารถทำได้แต่ละองค์ประกอบมีสายเอกลักษณ์ของตนใส่สารบางส่วนของสเปกตรัมสายเปิดและเอกลักษณ์ขององค์ประกอบที่รู้จักสร้างโดยเปรียบเทียบเส้นสเปกตรัมสามารถรู้ว่าวัสดุเหล่านี้ประกอบด้วยองค์ประกอบที่ การใช้สเปกตรัมไม่เพียง แต่จะเป็นองค์ประกอบเชิงคุณภาพของสารเคมีเชิงคุณภาพเท่านั้นและสามารถพิจารณาได้กี่องค์ประกอบ วิธีการวิเคราะห์สเปกตรัมมีความไวและความแม่นยำสูง ในการสำรวจทางธรณีวิทยาการวิเคราะห์สเปกตรัมสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจจับปริมาณแร่ธาตุโลหะหายากธาตุที่หายากหรือธาตุกัมมันตภาพรังสีในแร่ ความเร็วของการวิเคราะห์สเปกตรัมเป็นไปอย่างรวดเร็วและประสิทธิภาพในการทำงานดีขึ้นมาก องค์ประกอบทางเคมีของร่างกายท้องฟ้าและต้นกำเนิดมาตรฐานสำหรับการปรับความยาวสามารถศึกษาได้จากการวิเคราะห์สเปกตรัม

รูปแบบที่จัดเรียงตามลำดับความยาวคลื่น (หรือความถี่) หลังจากระบบกระจายตัว (เช่นปริซึมหรือตะแกรง) แบ่งแสง ตัวอย่างเช่นแสงแดดผ่านปริซึมและสร้างคลื่นสีที่กระจายอย่างต่อเนื่องตามลำดับสีแดงสีส้มเหลืองเขียวฟ้าครามและม่วง สีแดงถึงสีม่วงคล้ายกับความยาวของคลื่นตั้งแต่ 7,700-3,900 angstrom เป็นส่วนที่มองเห็นได้จากสายตามนุษย์ นอกเหนือจากปลายสีแดงคือความยาวคลื่นอีกต่อไปของแสงอินฟราเรดและนอกเหนือจากปลายสีม่วงคือความยาวคลื่นที่สั้นกว่าของแสงอัลตราไวโอเลตซึ่งไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยตาเปล่า แต่สามารถบันทึกด้วยเครื่องมือ

ดังนั้นสเปกตรัมสามารถแบ่งออกเป็นสเปกตรัมอินฟราเรดสเปกตรัมที่มองเห็นและสเปกตรัมอัลตราไวโอเลตตามพื้นที่ความยาวคลื่น ตามลักษณะของการผลิตสามารถแบ่งออกเป็นสเปกตรัมอะตอมและสเปกตรัมโมเลกุล สามารถแบ่งออกเป็นสเปกตรัมการปล่อยคลื่นความถี่การดูดกลืนแสงและสเปกตรัมกระเจิง สามารถแบ่งออกเป็นสเปกตรัมสายสเปกตรัมแถบและคลื่นความถี่ต่อเนื่อง

สเปกตรัมแบ่งออกเป็นรูปแบบดังต่อไปนี้

และนี่คือสเปกตรัมเชิงเส้น

สเปกตรัมประกอบด้วยเส้นสเปกตรัมแคบ คลื่นแสงที่เกิดจากก๊าซปรมาณูเดี่ยวหรือไอโลหะมีสเปกตรัมเชิงเส้นดังนั้นสเปกตรัมเชิงเส้นจึงเรียกว่าสเปกตรัมอะตอม เมื่อพลังงานของอะตอมกระโดดลงมาจากระดับพลังงานที่สูงขึ้นไปถึงคลื่นล่างคลื่นจะแผ่คลื่นแสงที่มีความยาวคลื่นเพียงดวงเดียว การพูดอย่างเคร่งครัดไม่มีสิ่งใดเป็นความยาวคลื่นเดียวของแสง monochromatic เนื่องจากระดับพลังงานของตัวเองมีความกว้างและผล Doppler บางอย่างการแผ่รังสีอะตอมโดยเส้นสเปกตรัมจะมีความกว้าง (ดูการขยาย) แม้จะอยู่ในช่วงความยาวคลื่นแคบ แต่ก็ยังมีส่วนประกอบของความยาวคลื่นต่างๆ สเปกตรัมอะตอมสะท้อนถึงโครงสร้างภายในของอะตอมตามกฎการกระจายของความยาวคลื่น อะตอมแต่ละตัวมีชุดสเปกตรัมพิเศษของตัวเอง เมื่อศึกษาสเปกตรัมของอะตอมแล้วเราสามารถเข้าใจโครงสร้างภายในของอะตอมหรือทำการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณขององค์ประกอบของตัวอย่าง