Các thuật ngữ khoa học thường được sử dụng thay thế cho nhau và các mô tả được khoa học chấp nhận liên tục được tinh chỉnh và giải thích lại, điều này có thể dẫn đến sai sót trong hiểu biết khoa học. Mặc dù không thể loại bỏ hoàn toàn những sai sót như vậy, nhưng chúng có thể được giảm thiểu bằng cách giúp chúng ta nhận thức được chúng, hiểu rõ hơn về thuật ngữ và sử dụng các phương pháp khoa học cẩn thận và chu đáo. Điều này tất nhiên đúng khi hiểu về quang phổ và quang phổ, chúng giống nhau nhưng không giống nhau. Với ý nghĩ đó, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các điều khoản.
Quang phổ
Quang phổ là nghiên cứu về sự hấp thụ và phát xạ ánh sáng và các bức xạ khác của vật chất. Nó xử lý sự phân tách ánh sáng (hay chính xác hơn là bức xạ điện từ) thành các bước sóng cấu thành của nó (quang phổ) giống như cách một lăng kính phân tách ánh sáng thành các màu óng ánh. Trên thực tế, phương pháp quang phổ cổ điển được thực hiện bằng lăng kính và tấm.
Quang phổ là nghiên cứu về sự hấp thụ và phát xạ ánh sáng và các bức xạ khác của vật chất. Nó xử lý sự phân tách ánh sáng (hay chính xác hơn là bức xạ điện từ) thành các bước sóng cấu thành của nó (quang phổ) giống như cách một lăng kính phân tách ánh sáng thành các màu óng ánh. Trên thực tế, phương pháp quang phổ cổ điển được thực hiện bằng lăng kính và tấm.
Gần đây hơn, định nghĩa về quang phổ đã được mở rộng để bao gồm việc nghiên cứu tương tác giữa các hạt như electron, proton và ion, và tương tác của chúng với các hạt khác như một hàm năng lượng. va chạm của họ.
Sử dụng Quang phổ
Không chỉ là một lĩnh vực chuyên môn đơn lẻ, quang phổ không thể thiếu đối với nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong khi nó cung cấp nền tảng lý thuyết hỗ trợ cho các nghiên cứu lượng tử ban đầu về bức xạ và cấu trúc nguyên tử, nó có nhiều ứng dụng đáng kinh ngạc khác; chụp ảnh cộng hưởng từ (mri) và tia X sử dụng một dạng tần số vô tuyến Bước sóng đo cấu trúc và các tính chất vật lý độc đáo của xa vật thể và thậm chí được sử dụng để kiểm tra doping trong thể thao.
Các loại quang phổ khác nhau được phân biệt bằng loại năng lượng bức xạ tham gia vào tương tác. Trong nhiều ứng dụng, quang phổ được xác định bằng cách đo những thay đổi về cường độ hoặc tần số của năng lượng bức xạ này. Các loại quang phổ cũng có thể được phân biệt bằng năng lượng và bản chất của các tương tác giữa các vật liệu. Các ví dụ bao gồm:
Quang phổ thiên văn
Loại quang phổ này chủ yếu liên quan đến việc phân tích các đối tượng không gian. Thông qua phân tích quang phổ đơn giản của các đối tượng thiên văn, chúng ta có thể đo phổ của bức xạ điện từ và xác định bước sóng của nó. Điều này có thể cho chúng ta biết thành phần hóa học của một vật thể (như một yếu tố của quang phổ và khối lượng của nó), nhiệt độ, khoảng cách và tốc độ (sử dụng bước sóng và tốc độ ánh sáng như một hàm của ánh sáng).
Phổ hấp thụ
Phép đo áp suất liên quan đến việc sử dụng các kỹ thuật quang phổ để đo sự hấp thụ bức xạ của một chất. Chúng ta có thể xác định thành phần nguyên tử của một mẫu bằng cách thử độ hấp thụ của các nguyên tố cụ thể trên phổ điện từ.
Quang phổ Y sinh
Quang phổ y sinh là một loại quang phổ được sử dụng trong khoa học y sinh. Ví dụ, quang phổ cộng hưởng từ (một kỹ thuật chuyên biệt kết hợp với chụp cộng hưởng từ) thường được sử dụng để chẩn đoán và nghiên cứu những thay đổi hóa học trong não có thể dẫn đến bất cứ điều gì từ trầm cảm đến các khối u vật lý, cũng như để phân tích cấu trúc trao đổi chất của cơ bắp. Điều này đạt được bằng cách lập bản đồ phổ của các bước sóng trong não tương ứng với các phổ đã biết và phân tích cẩn thận các mẫu và sự biến dạng trong các mẫu này.
Quang phổ tia X phân tán năng lượng
Quang phổ tia X phân tán năng lượng (còn được gọi là eds / edx) được sử dụng để xác định và định lượng các nguyên tố trong mẫu. Sem máy tính để bàn phenom prox sử dụng kỹ thuật này. Nó cũng có thể được sử dụng kết hợp với kính hiển vi điện tử truyền qua (con dấu) và kính hiển vi điện tử quét (gốc) để phân tích nguyên tố được phân giải theo không gian ở những vùng có độ sáng cao. Thủy tinh nhỏ khoảng vài nanomet.
Quang phổ
Quang phổ là phép đo các tương tác, phản ứng, cường độ bức xạ và bước sóng giữa ánh sáng và vật chất. Nói cách khác, phép đo quang phổ là một phương pháp nghiên cứu và đo một phổ cụ thể, được sử dụng rộng rãi trong phân tích phổ của vật liệu mẫu.
Khối phổ là một ví dụ về quang phổ đo khối lượng trong một mẫu hóa học bằng tỷ lệ khối lượng trên điện tích của nó. Điều này thường được thực hiện bằng cách ion hóa các hạt bằng một cơn mưa electron và sau đó tách chúng thành các pha lệch hướng khác nhau bằng từ trường. Khi các hạt được tách ra, chúng được đo bằng hệ số nhân điện tử và chúng ta có thể xác định thành phần của mẫu bằng khối lượng của mỗi ion. Nói chung, kính hiển vi điện tử quét cung cấp một tùy chọn cho phương pháp quang phổ dựa trên ứng dụng.
Các ứng dụng thực tế của phép đo khối phổ bao gồm xác định tuổi đồng vị và xác định đặc tính của protein. Các robot thám hiểm không gian độc lập, chẳng hạn như tàu đổ bộ Mars Phoenix, cũng mang khối phổ để phân tích các loại đất kỳ lạ.
Lịch sử của Quang phổ
Nghiên cứu về phép đo quang phổ bắt đầu từ những năm 1600, khi Isaac Newton lần đầu tiên phát hiện ra rằng ánh sáng hội tụ qua thủy tinh sẽ phá vỡ nó thành các cầu vồng có màu sắc khác nhau (gọi là phép đo quang phổ). ánh sáng thấy được). Bản thân quang phổ là một hiện tượng có thể nhìn thấy rõ ràng (nó tạo ra màu sắc cầu vồng và tạo ra ánh sáng mà bạn nhìn thấy trên bề mặt của một vũng nước), nhưng phải mất hàng thế kỷ nghiên cứu để phát triển nghiên cứu về hiện tượng này thành một lĩnh vực thống nhất. có thể được sử dụng để rút ra kết luận hữu ích.
Nhiều thế hệ nghiên cứu của các nhà khoa học như william hyde wollaston đã dẫn đến việc phát hiện ra các vạch tối dường như được phân bố ngẫu nhiên trên quang phổ. Cuối cùng người ta xác định rằng đây là kết quả của việc bầu khí quyển của Trái đất hấp thụ các chất hóa học.
Nói một cách đơn giản, vì ánh sáng tự nhiên lọc từ các thiên thể trong không gian như mặt trời, nên nó phản ứng theo nhiều cách khác nhau trong bầu khí quyển của chúng ta. Mỗi nguyên tố hóa học phản ứng hơi khác nhau trong quá trình này, một số rõ ràng (trên 390-700mm có thể cảm nhận được bằng mắt người), một số không nhìn thấy được (chẳng hạn như sóng hồng ngoại) hoặc một phần của quang phổ nhìn thấy được bên ngoài tia UV).
Vì mỗi nguyên tử tương ứng và có thể được biểu thị bằng một phổ duy nhất, chúng ta có thể sử dụng phân tích bước sóng trong phổ để xác định chúng, định lượng các đặc tính vật lý của chúng và phân tích trình tự và phản ứng hóa học từ trong khuôn khổ của chúng.
Một số cách thực tế mà chúng tôi sử dụng quang phổ bao gồm:
- Chúng ta có thể sử dụng các quang phổ duy nhất để xác định thành phần hóa học, nhiệt độ và vận tốc của các vật thể trong không gian.
- Được sử dụng để sàng lọc và phân tích chất chuyển hóa nhằm cải thiện cấu trúc thuốc.
- Sử dụng khối phổ kế để đo các hóa chất hoặc các hạt nano được lấy mẫu theo tỷ lệ khối lượng trên điện tích.
Sự khác biệt giữa quang phổ và quang phổ
Quang phổ là khoa học về sự tương tác giữa vật chất và năng lượng bức xạ. Nó là để nghiên cứu các đặc tính hấp thụ của vật chất khi nó bị bức xạ điện từ, hoặc hành vi hấp thụ của vật chất. Quang phổ không đem lại kết quả gì, nó chỉ là một phương pháp lý thuyết khoa học.
Mặt khác, phép đo quang phổ là một phương pháp để thu được các phép đo định lượng của quang phổ. Đây là một ứng dụng thực tế tạo ra các kết quả tạo điều kiện thuận lợi cho việc định lượng, chẳng hạn như độ hấp thụ, mật độ quang hoặc độ truyền qua.
Tóm lại, quang phổ là một khoa học lý thuyết và quang phổ là phép đo thực tế về sự cân bằng của vật chất ở cấp độ nguyên tử và phân tử.
Quang phổ kế
Máy đo quang phổ là bất kỳ công cụ nào được sử dụng để đo những thay đổi về đặc tính vật lý trên một phạm vi, tức là quang phổ. Đây có thể là phổ điện tích khối lượng trong máy khối phổ, sự thay đổi tần số cộng hưởng hạt nhân trong máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (nmr), hoặc sự thay đổi bước sóng hấp thụ và phát xạ của ánh sáng trong máy quang phổ. Khối phổ, máy quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân và máy quang phổ là ba loại máy quang phổ được sử dụng phổ biến nhất trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu trên thế giới.
Quang phổ kế đo bước sóng và tần số của ánh sáng, cho phép chúng tôi xác định và phân tích các nguyên tử trong các mẫu mà chúng tôi đưa vào chúng. Ở dạng đơn giản nhất, quang phổ kế hoạt động giống như một dạng nhiễu xạ tinh tế, giống như trò chơi ánh sáng xảy ra khi ánh sáng trắng chạm vào một lỗ nhỏ trên đĩa DVD hoặc đĩa quang khác.
Ánh sáng được truyền từ nguồn sáng (làm sáng bằng cách đốt nóng) đến cách tử nhiễu xạ (chẳng hạn như đường Fraunhofer nhân tạo) và đến gương. Vì ánh sáng từ nguồn sáng ban đầu được đặc trưng bởi các nguyên tử của nó chạm vào nhau, nhiễu xạ và phản xạ phân tán trước, sau đó phản xạ, chuyển đổi bước sóng thành một định dạng mà chúng ta có thể phát hiện và định lượng.
