Spektrometer amûrek zanistî ye, ku ji bo analîzkirina tîrêjên tîrêjên elektromagnetîk tê bikar anîn, ew dikare spekterek tîrêjê wekî spektrografek ku dabeşkirina tundiya ronahiyê li gorî dirêjahiya pêlê temsîl dike nîşan bide (texne y şiddet e, axis x dirêjahiya pêlê ye /frekansa ronahiyê).Ronahî di dirêjahiya pêlên pêkhateya xwe de di hundurê spektrometerê de ji hêla dabeşkerên tîrêjê ve têne veqetandin, ku bi gelemperî prizmayên refaksiyonê an girêkên veqetandinê ne Fig. 1.
Fig. 1 Spectruma ampûlê û tîrêja rojê (çep), prensîba dabeşkirina tîrêjê ya tîrêjê û prismê (rast)
Spectrometer rolek girîng di pîvandina rêzek berfireh a tîrêjên optîkî de dilîze, çi bi rasterast vekolîna spektruma belavbûna çavkaniyek ronahiyê an jî bi analîzkirina refleks, vegirtin, veguheztin, an belavbûna ronahiyê li dû pêwendiya wê bi materyalek re.Piştî danûstendina ronahiyê û maddeyê, spektrum di navberek spektral an dirêjiyek pêlek taybetî de guherînek diceribîne, û taybetmendiyên maddeyê dikare li gorî guheztina spêktrê bi kalîte an hejmarî were analîz kirin, wek mînak analîza biyolojîkî û kîmyewî ya pêkhatin û kombûna xwînê û çareseriyên nenas, û analîza molekulê, avahiya atomê û pêkhateya hêmanan a madeyan Fig. 2.
Hêjîrê 2 Spektrên vegirtina înfrared a cureyên cuda yên rûn
Bi eslê xwe ji bo lêkolîna fîzîk, astronomî, kîmyayê hat îcadkirin, spektrometer naha yek ji amûrên herî girîng e di gelek waran de wekî endezyariya kîmyewî, analîzkirina materyalan, zanista astronomîkî, tespîtkirina bijîjkî, û biyo-hestkirin.Di sedsala 17-an de, Isaac Newton karîbû ronahiyê bike bandên rengîn ên domdar bi derbaskirina tîrêjek ronahiya spî di prîzmekê de û yekem car peyva "Spectrum" bikar anî da ku vê encamê diyar bike Xiflteya 3.
Wêne 3 Isaac Newton bi prîzmekê spektra ronahiya rojê dikole.
Di destpêka sedsala 19-an de, zanyarê alman Joseph von Fraunhofer (Franchofer), bi prîzman, şiklên fraksîyonê û teleskopan re, spektrometerek bi rastbûn û rastbûna bilind çêkir, ku ji bo vekolandina spektruma belavbûna rojê hate bikar anîn Fig 4. ji bo cara yekem hat dîtin ku spektruma heft-rengê rojê ne berdewam e, lê hejmarek xetên tarî (zêdetirî 600 xetên veqetandî) li ser hene, ku wekî "xeta Frankenhofer" ya navdar tê zanîn.Wî navên herî cuda yên van xetên A, B, C…H danî û wî 574 xetên di navbera B û H de jimartin ku bi vegirtina hêmanên cihêreng ên li ser spektruma rojê re têkildar e Xiflteya 5. Di heman demê de, Fraunhofer jî bû pêşî ji bo bidestxistina spektrên xetê û ji bo hesabkirina dirêjahiya pêlên xetên spektral gringek difraksyonê bikar tîne.
Fig
Fig. 5 Xeta Fraun Whaffe (xêza tarî ya di ristê de)
Fig. 6 Spektruma rojê, bi beşa konkav ya ku bi xeta Fraun Wolfel re têkildar e
Di nîvê sedsala 19-an de, fîzîknasên Alman Kirchhoff û Bunsen, bi hev re li zanîngeha Heidelberg, û bi amûra şewatê ya Bunsen ya nû hatî sêwirandin (şewitandina Bunsen) xebitîn û yekem analîza spektralê pêk anîn û xêzên spektral ên taybetî yên kîmyewî yên cihêreng destnîşan kirin. (xwê) di nav flama şewitandina Bunsenê de hejîr.7. Wan bi çavdêrîkirina spectrayan vekolîna kalîte ya hêmanan fêhm kirin, û di sala 1860 de vedîtina spektrên heşt hêmanan weşandin, û hebûna van hêmanan di çend pêkhateyên xwezayî de diyar kirin.Encamên wan rê li ber afirandina şaxek girîng a kîmya analîtîk a spektroskopiyê vekir: analîza spektroskopî.
Fig.7 Reaksiyona flame
Di salên 20-an ên sedsala 20-an de, fîzîknasê Hindî CV Raman spektrometerek bikar anî da ku bandora belavbûna neelastîk a ronahiyê û molekulan di çareseriyên organîk de kifş bike.Wî dît ku ronahiya rûdanê piştî ku bi ronahiyê re tevdigere bi enerjiya bilind û kêmtir belav dibe, ku paşê jê re dibêjin Raman hejîr 8. Guherîna enerjiya ronahiyê mîkrosaziya molekulan diyar dike, ji ber vê yekê spektroskopiya belavbûna Raman bi berfirehî di materyal, derman, kîmyewî de tê bikar anîn. û pîşesaziyên din ji bo naskirin û analîzkirina celeb û avahiya molekulê ya maddeyan.
Wêne 8 Piştî ku ronahiyê bi molekulan re têkilî dike, enerjî diguhere
Di salên 30-î yên sedsala 20-an de, zanyarê Amerîkî Dr.Ev riya ronahiyê ya veguheztinê ji çavkaniya ronahiyê, spektrometer û nimûneyê pêk tê.Piraniya pêkhatina çareseriya heyî û tespîtkirina giraniyê li ser bingeha vê spektura veguheztina veguheztinê ye.Li vir, çavkaniya ronahiyê li ser nimûneyê tê dabeş kirin û prîzma an tîrêjê tê şopandin da ku dirêjiyên pêlên cihêreng werbigire Xiflteya 9.
Fig.9 Prensîba Tespîtkirina Absorbance -
Di salên 40-an ên sedsala 20-an de, yekem spektrometra vedîtina rasterast hate îcadkirin, û ji bo yekem car, lûleyên pirjimarker PMT û amûrên elektronîkî li şûna çavdêriya kevneşopî ya çavê mirovan an fîlima fotografî, ku rasterast dikaribû tundiya spektralê li hember dirêjahiya pêlê bixwîne, Fig. 10. Ji ber vê yekê, spektrometer wekî amûrek zanistî ji hêla hêsaniya karanînê, pîvana jimareyî û hestiyariyê ve di nav demê de bi girîngî çêtir bûye.
Hêjîrê 10 Tubeya Photomultiplier
Di nîvê-derengiya sedsala 20-an de, pêşkeftina teknolojiya spektrometer ji pêşkeftina materyal û amûrên nîvconductor optoelektronîkî veqetandî bû.Di sala 1969 de, Willard Boyle û George Smith ji Bell Labs CCD (Charge-Coupled Device) îcad kirin, ku piştre ji hêla Michael F. Tompsett ve di salên 1970-an de hate pêşve xistin û di nav sepanên wênegiriyê de hate pêşxistin.Willard Boyle (çep), George Smith xelata Nobelê wergirt ji bo îcadên xwe yên CCD (2009) Fig. 11. Di sala 1980 de, Nobukazu Teranishi ji NEC li Japonya fotodîodek sabît îcad kir, ku rêjeya dengê dengê wêneyê pir çêtir kir û çareseriyê.Dûv re, di sala 1995-an de, Eric Fossum ê NASA senzora wêneyê CMOS (Pêvektirîn Metal-Oksîde Semiconductor) îcad kir, ku 100 qat kêmtir enerjiyê li gorî senzorên wêneya CCD ên mîna hev dixwe û lêçûnek hilberînê ya pir kêmtir e.
Wêne 11 Willard Boyle (çep), George Smith û CCD wan (1974)
Di dawiya sedsala 20-an de, pêşkeftina domdar a teknolojiya pêvajo û hilberîna çîpê optoelektronîkî ya nîvconductor, nemaze bi sepana array CCD û CMOS di spektrometerên Fig. 12 de, gengaz e ku meriv di bin yek xuyangê de rêjeyek tevahî spektrayan bidest bixe.Bi demê re, spektrometran di gelek sepanan de karanînek berfireh dîtin, di nav de lê ne sînorkirî bi vedîtina/pîvana rengan, analîza dirêjahiya pêlê ya lazerê, û spektroskopiya floransê, dabeşkirina LED-ê, alavên hestiyariya wêne û ronahiyê, spektroskopiya floransê, spektroskopiya Raman, û hêj bêtir. .
Hêjîrê 12 Çîpên cuda yên CCD
Di sedsala 21-an de, teknolojiya sêwirandin û çêkirinê ya cûrbecûr spektrometeran hêdî hêdî gihîştiye û stabîl bûye.Bi zêdebûna daxwaziya spektrometeran re di her beşên jiyanê de, pêşveçûna spektrometeran zûtir û pîşesaziyê-taybet bûye.Digel nîşangirên parametreyên optîkî yên kevneşopî, pîşesaziyên cihêreng hewcedariya xwerû ya qebareya qebareyê, fonksiyonên nermalavê, navgînên ragihandinê, leza bersivê, aramî, û tewra lêçûnên spektrometeran hene, ku pêşveçûna spektrometerê cihêrengtir dibe.
Dema şandinê: Nov-28-2023