Was ist die spektroskopische Analysemethode?

Antworten:

Bei der Spektroskopie wird Licht gemessen, um herauszufinden, woraus auf atomarer Ebene etwas gemacht wird.

Erläuterung:

Bei der Spektroskopie wird das von Sternen emittierte Licht gemessen, um festzustellen, welche Art von Atomen der Stern bildet oder aus welchen Substanzen eine Substanz besteht.

Jedes Atom ist ein Kern, der von einer Ladung Elektronen umgeben ist. Die Elektronen haben bestimmte Energieniveaus wie Treppen und können sich durch Absorption oder Emission von Photonen bestimmter Frequenzen zwischen den Ebenen bewegen.

Wenn ein Elektron ein Photon absorbiert, gewinnt es Energie und bewegt sich die Treppe hinauf. Wenn es ein Photon emittiert, verliert es Energie und geht wieder die Treppe hinunter. Glücklicherweise sind Photonen auch Licht, sodass wir es sehen können, wenn Elektronen in Atomen Energie verlieren.

Außerdem hat jedes Atom sehr spezifische Energieniveaus, die wir hier auf der Erde genau messen können. Daher wissen wir anhand der Frequenz des emittierten Lichts, welche Energie verloren geht und welches Atom sich im Stern oder in irgendeiner anderen Substanz befindet.

[Das obige Bild ist ein Beispiel für die Spektroskopie.]

Die Energie eines Photons ist gegeben durch:

# E = hf # oder # E = hnu #

woher # h # heißt Plancksche Konstante und ist ungefähr #6.626*10^-34## J.s #, und # f # ist die Frequenz des Lichtes in Hertz (Schwingungen pro Sekunde).

Wir können die Frequenz möglicherweise nicht direkt messen, aber wir wissen, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist und gegeben ist durch:

#c = flambda #

woher # c # ist die Lichtgeschwindigkeit, # Lambda # ist Wellenlänge und # f # ist wieder Frequenz. Die Lichtgeschwindigkeit ist ungefähr # 3 * 10 ^ 8m / s # ca. Der tatsächliche Wert wird als angenommen # 2.99792458 * 10 ^ 8m / s #. Diese Werte sind die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Deshalb,

# f = c / lambda #, so

# E = hf = (hc) / lambda #

Das ist großartig, weil die Farbe des Lichts die Wellenlänge des Menschen ist, also können wir einfach anhand der Farbe eines Elements die Energie des emittierten Lichts bestimmen, und die Energie des emittierten Lichts ist für jedes Atom spezifisch.

Wir können auch den umgekehrten Weg gehen, anstatt das Licht zu messen, das etwas emittiert, das von ihm absorbierte Licht zu messen, was, obwohl es genau das Gegenteil ist, genau das gleiche Ergebnis liefert. Wir können dies tun, indem wir ein weißes Licht auf ein Gas im Labor werfen und sehen, welches Licht durch die andere Seite kommt. Das Licht, das nicht durchkommt, wird absorbiert und wir können genau erkennen, was das Gas ist.