Spektraalanalüüsid

Spektraalanalüüsid on meetodite kogum, mida kasutatakse materjalide koostise, struktuuri ja omaduste määramiseks, analüüsides nende interaktsiooni elektromagnetkiirgusega. See hõlmab laia valikut tehnikaid, mis põhinevad erinevatel füüsikalistel põhimõtetel, kuid kõigil on ühine idee uurida, kuidas ained neelavad, kiirgavad või hajutavad valgust erinevatel lainepikkustel.

Üks levinumaid spektraalanalüüsi tüüpe on absorptsioonspektroskoopia. Selles meetodis lastakse proovile elektromagnetkiirgus ja mõõdetakse, millised lainepikkused proovi poolt neelatakse. Iga aine neelab kindlaid lainepikkusi, mis on ainulaadne selle keemilisele struktuurile, luues nn absorptsioonispektri. Infrapunaspektroskoopia (IR) ja ultraviolett-nähtava spektroskoopia (UV-Vis) on selle meetodi näited.

Teine oluline kategooria on emissioonspektroskoopia, kus proov ergastatakse ja seejärel uuritakse selle poolt eraldatavat valgust. Ergastamine võib toimuda kuumutamise (nt leegispektroskoopia) või elektrienergia abil. Kui aatomid või molekulid naasevad madalamale energiatasemele, kiirgavad nad footoneid kindlate lainepikkustega, moodustades emissioonispektri. Aatomemissioonispektroskoopia (AES) ja aatomfluorestsentsspektroskoopia (AFS) on selle valdkonna näited.

Raman-spektroskoopia on veel üks tehnikate grupp, mis tugineb molekulide vibratsioonide uurimisele läbi valguse hajumise. Kui valgus langeb proovile, hajub see osaliselt ja selle lainepikkus muutub sõltuvalt molekulide vibratsioonirežiimidest. See annab täiendavat teavet molekulide struktuuri ja sidemete kohta.

Spektraalanalüüse kasutatakse laialdaselt paljudes valdkondades, sealhulgas keemias, füüsikas, bioloogias, meditsiinis, keskkonnateadustes ja materjaliteaduses. Need võimaldavad tuvastada tundmatuid aineid, kvantifitseerida tuntud ainete kontsentratsiooni, uurida keemilisi reaktsioone ja määrata materjalide omadusi ilma neid otseselt kahjustamata.