Spektralanalys

Spektralanalys är ett område inom naturvetenskapen som studerar hur ljus och andra elektromagnetiska strålar uppträder när de interagerar med materia. Genom att dela strålningen i ett spektrum, ofta med hjälp av dispersionselement, kan man få information om sammansättning, struktur och fysiska tillstånd hos ämnen. Spektralanalys kan vara kvantitativ eller kvalitativ och omfattar emission, absorption och scattering i olika våglängdsområden, från UV till IR, samt röntgen och radiofrekventa regioner.

Vanliga metoder är spektral uppdelning med dispersiva instrument som spektrometrar och spektrofotometrar, eller kontinuerlig registrering med interferometriska eller Fourier-transformbaserade tekniker. Typiska anordningar innefattar dispersionselement som prismor eller diffraktionsgitter för att få ut spektrum, samt detektorer som fotosensorer, photomultipliers eller kvantkonstruktioner. Vanliga tillämpningar inkluderar UV–Vis-spektroskopi, FTIR-spektroskopi, röntgenspektroskopi och masspektrometri, liksom NMR-spektroskopi inom kemi och medicin.

Spektralanalys används för identifikation av kemiska ämnen, bestämning av koncentrationer i prov och studier av materialens struktur och elektronik. Inom astronomi används spektra för att avgöra elementära sammansättningar och fysikaliska förhållanden i stjärnor och galaxer. Inom miljövetenskap och industri används den för övervakning av föroreningar, processkontroll och kvalitetskontroll.

Resultaten kräver ofta kalibrering och modellbaserad tolkning. Begränsningar inkluderar spektral upplösning, bruset, föroreningar, och beroende av referensdata. Modern spektralanalys kombinerar ofta flera tekniker och används i både forskning och tillämpningar för att dra kvantitativa och kvalitativa slutsatser.