spektrometrie

Spektrometrie ist ein Teilgebiet der Spektroskopie, das sich mit der Messung der spektralen Verteilung elektromagnetischer Strahlung beschäftigt, um quantitative Informationen über Stoffe zu gewinnen. Durch die Bestimmung der Lichtintensität als Funktion von Wellenlänge oder Frequenz lassen sich Identität, Konzentration, Struktur oder Wechselwirkungen eines Materials ableiten.

Kernprinzipien sind die Wechselwirkungen von Licht mit Materie durch Absorption, Emission oder Streuung. Ein Spektrometer zerlegt das Licht mithilfe von Prismen, Gittern oder Interferometern in einzelne Wellenlängen; Detektoren wandeln die Strahlung in elektrische Signale um. Die aus den Messungen erzeugten Spektren zeigen charakteristische Merkmale wie Absorptionsbänder oder Spektrallinien, aus denen chemische oder physikalische Eigenschaften abgeleitet werden können.

Zu den wichtigsten Varianten gehören die optische Spektrometrie (zum Beispiel UV-Vis-, Infrarot- und Raman-Spektroskopie sowie Fluoreszenzspektroskopie) sowie die Massenspektrometrie, bei der Ionen nach ihrem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis getrennt und deren Intensität gemessen wird. Diese unterschiedlichen Ansätze dienen der qualitativen und quantitativen Bestimmung von Stoffen sowie der Untersuchung von Strukturen und Dynamiken.

Aufbau und Ausstattung eines Spektrometers umfassen Lichtquelle, Probenhaltung, Dispersionselemente, Detektoren sowie eine Datenerfassung und -auswertung. Moderne Systeme integrieren oft automatisierte Probenhandhabung, Kalibrierung und fortgeschrittene Datenanalyse, um komplexe Spektren zuverlässig zu interpretieren.

Anwendungen der Spektrometrie finden sich in der analytischen Chemie, Umwelt- und Lebensmittelsicherheit, Pharmazeutik, Materialwissenschaft, Medizin sowie in der Astronomie und Grundlagenforschung. Die Geschichte der Spektrometrie reicht von den Fraunhofer-Linien bis zur Entwicklung leistungsfähiger Detektoren und moderner Messverfahren.