Co to jest spektroskopia?

Spektroskopia to badanie światła, gdy włamuje się do jego składowych kolorów. Badając te różne kolory, można określić dowolną liczbę właściwości badanego obiektu, ponieważ kolory światła odzwierciedlają stany energii. Bardziej technicznie spektroskopia analizuje interakcję między dowolną materią a promieniowaniem. Służy do analizy związków w chemii, w celu ustalenia, jakie różne elementy coś tworzą, i jest również wykorzystywany w astronomii, aby uzyskać wgląd zarówno w skład, jak i prędkości ciał astronomicznych.

Można podzielić spektroskopię na wiele subdyscyplin, w zależności od tego, co jest mierzone i jak jest on mierzony. Niektóre główne podziały obejmują spektrometrię mas, spektroskopię elektronową, spektroskopię absorpcyjną, spektroskopię emisji, spektroskopię rentgenowską i spektroskopię elektromagnetyczną. Istnieje jednak wiele innych rodzajów spektroskopii, w tym te, które patrzą na dźwięk, gdy rozprasza się, lub pola elektryczne.

w promieniu rentgenowskimRoskopia, na przykład, promieniowanie rentgenowskie bombardują substancję. Kiedy go uderzają, elektrony w wewnętrznych skorupach atomów są wzbudzone, a następnie de-excite, emitujące promieniowanie. Promieniowanie to pojawia się na różnych częstotliwościach, w zależności od atomu, i istnieją niewielkie zmiany w zależności od obecnych wiązań chemicznych. Oznacza to, że promieniowanie można zbadać w celu ustalenia, jakie elementy są obecne, w jakich ilościach i jakie istnieją wiązania chemiczne.

W astronomii spektroskopia można wykorzystać do określenia szerokiego zakresu rzeczy na temat składu gwiazd i innych ciał niebieskich. Jest tak, ponieważ światło jest falą, a różne energie mają różne długości fal. Te różne długości fali korelują z różnymi kolorami, które można zaobserwować za pomocą teleskopów. Spektroskopia obejmuje patrzenie na różne kolory i wykorzystanie tego, co wiadomo na temat energii różnych procesów i elementówzbuduj mapę tego, co dzieje się tysiące milionów lat świetlnych.

Istnieją dwa główne widma światła, na które patrzy się w spektroskopii astronomicznej: ciągłe i dyskretne. Ciągłe spektrum ma szeroką gamę kolorów, które są stosunkowo ciągłe. Z drugiej strony dyskretne spektrum ma pewne kolce bardzo jasnych lub bardzo ciemnych linii przy określonych energiach. Dyskretne widma o jasnych kolcach nazywane są widmami emisji, podczas gdy te, które mają ciemne kolce, nazywane są widmami absorpcyjnymi.

Ciągłe widma są emitowane przez gwiazdy, a także rzeczy na ziemi, takie jak pożary, zwierzęta lub żarówki. Ponieważ energia jest uwalniana w spektrum długości fali, wydaje się ona dość ciągła, chociaż w spektrum mogą znajdować się piki i koryto. Nie całe to światło jest oczywiście widoczne dla nagiego oka, większość z nich istnieje w zakresie podczerwieni lub ultrafioletowych.

Z drugiej strony dyskretne widma są zwykle spowodowane przezcoś dzieje się przez konkretny atom. Wynika to z faktu, że ze względu na pewne reguły mechaniki kwantowej chmury elektronowe mają bardzo specyficzną energię, w zależności od powiązanego atomu. Każdy element ma tylko garść poziomów energii, jaką może mieć, a prawie wszystkie z nich można łatwo zidentyfikować. Jednocześnie elementy te zawsze chcą powrócić do tych podstawowych poziomów energii, więc jeśli są w jakiś sposób podekscytowani, emitują dodatkową energię jako światło. Światło ma dokładną długość fali, jakiej można się spodziewać, pozwalając astronomom zobaczyć szczyt światła i rozpoznać, jakie atomy są zaangażowane, pomagając odblokować tajemnice składu wszechświata.