spektroskopier

Spektroskopi är studiet av hur materia interagerar med elektromagnetisk strålning genom att mäta hur ljus absorberas, avges eller sprids. Genom att analysera hur ljuset förändras när det passerar igenom eller träffar ett material kan man få information om sammansättning, struktur, koncentration och tillstånd hos ämnet.

Principen bygger på att elektroner och andra energinivåer i atomer och molekyler övergår till högre eller lägre energitillstånd genom fotonabsorption eller -emission. Resultatet är spektra som innehåller specifika våglängder eller spektrala uppdelningar som fungerar som “fingeravtryck” för ämnen. Vanliga spektraser inom kemisk och fysikalisk forskning inkluderar absorptionsspektroskopi, emissionsspektroskopi, fluorescensspektroskopi och Raman-spektroskopi, där varje metod har sina särskilda krav och diagnostiska egenskaper.

Instrumenten som används är kärnan i metoden. Ett vanligt spektralt instrument är en spektrometer eller spektrograf som delar upp ljuset i ett spektrum med hjälp av prismor eller gitter och verkar sedan genom en sensor som registrerar intensiteten vid olika våglängder. Detektionssystem kan vara av typen CCD, photomultiplier eller annan fotodetektor, och noggrann kalibrering samt upplösning är centrala begrepp.

Användningsområdena är breda: kemisk identifikation och kvantifiering av ämnen, miljöövervakning och analys av föroreningar, biomedicin och livet i små molekyler, materialforskning samt astronomiska undersökningar där man studerar atmosfärer och stjärnors sammansättning.

Historiskt hjälpte Fraunhofer att kartlägga solens spektrum och Kirchhoff och Bunsen att utveckla kopplingen mellan spektra och ämnes närvaro, vilket lade grunden för modern spektroskopi.