Спектроскопи́я — раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения, которые возникают при переходах между энергетическими уровнями в атомах и молекулах, а также образованных из них макроскопических объектах[1]. В более широком смысле в спектроскопии занимаются изучением спектров различных видов излучения.
В зависимости от вида изучаемого спектра — испускания (эмиссионные), поглощения (абсорбционные), отражения, рассеяния и люминесценции — различают соответствующие виды спектроскопии, например, абсорбционная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния, спектроскопия отражения и др.[1].
Одно из важнейших применений спектроскопии — определение элементного и/или молекулярного состава образца вещества. Методы спектроскопии используются также для исследования энергетической структуры атомов, молекул и макроскопических тел, образованных из них. Они применяются при изучении таких макроскопических свойств тел, как температура и плотность, а в аналитической химии — для обнаружения и определения веществ[2].
К преимуществам спектроскопии относится возможность диагностики in situ (в отдельных случаях), то есть непосредственно в «среде обитания» объекта, бесконтактно, дистанционно, без какой-либо специальной подготовки объекта. Поэтому она получила широкое развитие, например, в астрономии.
Задачи спектроскопии
Прямая задача спектроскопии — предсказание вида спектра вещества, исходя из знаний о его строении, составе и прочего.
Обратная задача спектроскопии — определение характеристик вещества (не являющихся непосредственно наблюдаемыми величинами) по свойствам его спектров (которые наблюдаются непосредственно и напрямую зависят как от определяемых характеристик, так и от внешних факторов).
Виды и методы спектроскопии
По объектам исследования обычно выделяют виды спектроскопии, каждый из которых использует набор методов:
- атомная спектроскопия — исследование энергетических переходов между состояниями электронов на атомных орбиталях
- Атомно-абсорбционная спектроскопия
- Атомно-эмиссионная спектроскопия
- Атомная флуоресценция
- молекулярная спектроскопия — исследование энергетических переходов между электронными, колебательными и вращательными уровнями энергии молекул
- Инфракрасная спектроскопия
- Мёссбауэровская спектроскопия
- Микроволновая спектроскопия
- Молекулярная электронная спектроскопия
- Оптическая спектроскопия в видимом диапазоне длин волн
- Рентгеновская спектроскопия
- Терагерцовая спектроскопия
- Ультрафиолетовая спектроскопия
- Фотоэлектронная спектроскопия
- Спектроскопия комбинационного рассеяния света
- Электронный парамагнитный резонанс
- Ядерный магнитный резонанс
- абсорбционная спектроскопия
- Диодно-лазерная абсорбционная спектроскопия
- Инфракрасная абсорбционная спектроскопия
- Микроволновая спектроскопия поглощения
- Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса
- Спектроскопия ядерного магнитного резонанса
Спектроскопия в астрономии
Спектроскопический анализ света Солнца и других звёзд показал, что небесные тела состоят из тех же элементов, что и земные. Однако гелий был впервые обнаружен при спектроскопическом исследовании солнечного света. Одна из спектральных линий солнечного излучения не могла быть идентифицирована в течение достаточного долгого времени, таким образом до нахождения гелия на Земле предполагалось, что на Солнце существует некий на тот момент неизвестный элемент.
К успехам спектроскопии в астрономии можно приписать:
- Экспериментальное доказательство существования эффекта Доплера для световых волн
- Определение температуры звёзд и их спектральных классов
Примечания
Литература
Ссылки
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
