spektrianalyyseja

Spektrianalyyseja (spektrianalyysit) ovat menetelmiä, joiden avulla tutkitaan spektriä tai signaalin taajuusjakaumaa informaation saamiseksi. Ne kattavat sekä elektromagneettisen spektrin analysoinnin että signaalin spektrin erottamisen ja tulkinnan, ja ne voivat kohdistua sekä fysiikkaan että kemiaan sekä tekniikkaan.

Erilaisia spektrianalyysin muotoja ovat esimerkiksi absorbointi-, emitointi- ja fluoresenssianalyysit sekä Raman- ja infrapunaspektroskopia. Lisäksi signaalinkäsittelyssä käytetään Fourier-spektrejä, power-spektriä ja spektrilaskentaa, joilla selvitetään taajuus- ja voimakuvioita. Spektri voidaan hankkia erilaisilla instrumenteilla, kuten spektrometreillä, spektrofotometreillä, FTIR- ja massaspektrometreillä, tai digitaalisella signaalin tallennuksella ja jälkikäsittelyllä.

Aineiden koostumuksen, rakenteen ja fysikaalisten ominaisuuksien määrittämisessä spektrianalyysi antaa usein informaatiota havaitun spektrin piikkien, jakautumien ja kontuurien perusteella. Tiedon purkuun käytetään kalibrointia, baseline-korjausta, hiihtokorjauksia, deconvoluutiota sekä sovellettua tilastollista analyysiä ja chemometriikkaa.

Käytännössä spektrianalyysit ovat keskeisiä kemiassa ja materiaalitutkimuksessa (koostumuksen määrittäminen, puhtauden arviointi, rakennelaatu), fysiikassa (atomin ja molekyylin rakenneteorian testaus), astro- ja geotieteissä (tähtien sekä mineraalien koostumus), ympäristötieteissä sekä biosignalien ja lääketieteen instrumentaatiossa. Historian juuret ulottuvat Fraunhoferin spektrilinjojen havaitsemiseen ja Kirchhoffin tutkimuksiin, ja nykyaikainen spektrianalyysi yhdistää kokeellisen mittaamisen ja matemaattis-teoreettisen tulkinnan.