光学分光法とは何ですか？

光学分光法は、オブジェクトが光とどのように放出して相互作用するかを測定することに基づいて、物理オブジェクトの特性を研究する手段です。オブジェクトの化学組成、温度、速度などの属性を測定するために使用できます。目に見える、紫外線、または赤外線を単独または組み合わせて含み、電磁分光法と呼ばれる分光技術のより大きなグループの一部です。光学分光法は、化学や天文学などの現代の科学分野の重要な手法です。

オブジェクトは、光子を放出または反射することで見えるようになり、これらの光子の波長は、温度などの他の属性とともにオブジェクトの組成に依存します。人間の目は、異なる波長の存在と不在を異なる色として認識します。たとえば、波長620〜750ナノメートルの光子は赤とは認識されているため、主にその範囲の光子を放出または反射するオブジェクトは赤に見えます。デバイスの使用分光計と呼ばれると、光ははるかに精度で分析できます。この正確な測定は、さまざまな物質がさまざまな条件下で生成、反射、または吸収する光の異なる特性を理解していることで、光学分光法の基礎です。

異なる化学元素と化合物は、それらを構成する原子と分子の量子機械的違いにより、光子との相互作用がどのように光子と相互作用するかが異なります。ライトが反射、通過、または研究対象のオブジェクトによって放出された後に分光計によって測定された光には、スペクトル線と呼ばれるものがあります。これらの線は、特定の波長の光子の数が異常に高いまたは異常に少ない数を示すスペクトルの光または闇の鋭い不連続性です。異なる物質は、それらを識別するために使用できる独特のスペクトルラインを生成します。これらのsp腸線は、オブジェクトの温度や速度などの要因の影響を受けるため、分光法も使用してこれらを測定することもできます。波長に加えて、その強度など、光の他の特性も有用な情報を提供できます。

光学分光法は、研究されているものに応じて、いくつかの異なる方法で行うことができます。個々の分光計は、電磁スペクトルの特定の狭い部分の正確な分析に焦点を当てた特殊なデバイスです。したがって、それらはさまざまなアプリケーションのために多種多様なタイプで存在します。

吸収分光法と呼ばれる光学分光法の1つの主要なタイプは、通過できる光子を測定することにより、物質が吸収する光の波長を特定することに基づいています。この目的のために、ランプやレーザーなどの機器を使用してこの目的のために特別に生成できます。または、スターライトなどの自然なソースから生じる場合があります。それは最も一般的にガスで使用され、びまん性のenoですそれを通過させながら光と対話するためにうーん。吸収分光法は、化学物質を特定するのに役立ち、混合物の元素または化合物を区別するために使用できます。

この方法は、現代の天文学でも非常に重要であり、天体の温度と化学組成の研究によく使用されます。天文学的な分光法は、ドップラー効果を利用することにより、遠くのオブジェクトの速度も測定します。オブザーバーに向かって移動しているオブジェクトからの光波は、観測者と比較して安静時のオブジェクトからの光波よりも高い波長を持ち、移動しているオブジェクトからの波は周波数が低いように見えます。これらの現象は、可視光の波の周波数を上げるとスペクトルの青/バイオレット端に向かって動き、周波数を下げると赤に向かって動きます。

別の重要な形式光学分光法は、排出量分光法と呼ばれます。原子または分子が光や熱などの外部エネルギー源に励起されると、それらは一時的にエネルギーレベルが上昇してから、基底状態に戻ります。励起粒子が基底状態に戻ると、それらは光子の形で過剰なエネルギーを放出します。吸収の場合と同様に、異なる物質は異なる波長の光子を放出し、その後測定および分析することができます。蛍光分光法と呼ばれるこの手法の1つの一般的な形式では、分析対象の被験者は、通常は紫外線で通電されます。原子排出量分光法では、火災、電気、またはプラズマが使用されます。

蛍光分光法は、他の方法よりも生物学的材料に損傷を与えないため、一部の有機分子は自然に蛍光であるため、生物学と医学で一般的に使用されています。原子吸収分光法は化学分析で使用され、特にDETECに効果的ですティング金属。さまざまな種類の原子吸収分光法が、鉱石の貴重な鉱物を特定したり、犯罪現場からの証拠を分析したり、冶金と産業の品質管理を維持したりするなどの目的に使用されます。