Спектроскопические методы

Запрос «Спектроскопические методы» перенаправляется сюда. На эту тему нужно .

Спектроскопи́я — раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения, которые возникают при переходах между энергетическими уровнями в атомах и молекулах, а также образованных из них макроскопических объектах. В более широком смысле в спектроскопии занимаются изучением спектров различных видов излучения.

Спиртовое пламя и его спектр

В зависимости от вида изучаемого спектра — испускания (эмиссионные), поглощения (абсорбционные), отражения, рассеяния и люминесценции — различают соответствующие виды спектроскопии, например, абсорбционная спектроскопия, (спектроскопия комбинационного рассеяния), и др..

Одно из важнейших применений спектроскопии — определение элементного и/или молекулярного состава образца вещества. Методы спектроскопии используются также для исследования энергетической структуры атомов, молекул и макроскопических тел, образованных из них. Они применяются при изучении таких макроскопических свойств тел, как температура и плотность, а в (аналитической химии) — для обнаружения и определения веществ.

К преимуществам спектроскопии относится возможность диагностики in situ (в отдельных случаях), то есть непосредственно в «среде обитания» объекта, бесконтактно, дистанционно, без какой-либо специальной подготовки объекта. Поэтому она получила широкое развитие, например, в астрономии.

Задачи спектроскопии

Прямая задача спектроскопии — предсказание вида спектра вещества, исходя из знаний о его строении, составе и прочего.

Обратная задача спектроскопии — определение характеристик вещества (не являющихся непосредственно наблюдаемыми величинами) по свойствам его спектров (которые наблюдаются непосредственно и напрямую зависят как от определяемых характеристик, так и от внешних факторов).

Виды и методы спектроскопии

По объектам исследования обычно выделяют виды спектроскопии, каждый из которых использует набор методов:

• (атомная спектроскопия) — исследование энергетических переходов между состояниями электронов на атомных орбиталях
  • (Атомно-абсорбционная спектроскопия)
  • (Атомно-эмиссионная спектроскопия)
•  — исследование энергетических переходов между электронными, колебательными и вращательными уровнями энергии молекул
  • Инфракрасная спектроскопия
  • (Мёссбауэровская спектроскопия)
  • (Микроволновая спектроскопия)
  • (Молекулярная электронная спектроскопия)
  • (Оптическая спектроскопия) в видимом диапазоне длин волн
  • (Рентгеновская спектроскопия)
  • (Ультрафиолетовая спектроскопия)
  • (Фотоэлектронная спектроскопия)
  • (Спектроскопия комбинационного рассеяния света)
  • (Электронный парамагнитный резонанс)
  • (Ядерный магнитный резонанс)
• абсорбционная спектроскопия
  • (Диодно-лазерная абсорбционная спектроскопия)
  • Спектроскопия ядерного магнитного резонанса

Спектроскопия в астрономии

Спектроскопический анализ света Солнца и других звёзд показал, что небесные тела состоят из тех же элементов, что и земные. Однако гелий был впервые обнаружен при спектроскопическом исследовании солнечного света. Одна из спектральных линий солнечного излучения не могла быть идентифицирована в течение достаточного долгого времени, таким образом до нахождения гелия на Земле предполагалось, что на Солнце существует некий на тот момент неизвестный элемент.

К успехам спектроскопии в астрономии можно приписать:

• Экспериментальное доказательство существования эффекта Доплера для световых волн
• Определение температуры звёзд и их спектральных классов

Примечания

1. Химическая Энциклопедия, 1995, Т. 4, с. 394.
2. Юков Е. А. Спектроскопия // (Физическая энциклопедия) / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: (Большая Российская энциклопедия), 1994. — Т. 4. — С. 625. — 704 с. — 40 000 экз. — .

Литература

• Химическая энциклопедия : [рус.] : в 5 т. / под ред. Н. С. Зефирова. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — .

• (Ельяшевич, М.А.) Атомная и молекулярная спектроскопия. — М.: Наука, 1962. — 892 с.
• ред. Каммингс Г., Пайк Э. Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов. — М.: Мир, 1978. — 583 с.
• Малышев, В. И. Введение в экспериментальную спектроскопию. — М.: Наука, 1979. — 479 с.
• (Райхбаум, Я. Д.), Сечкарев А. В. Спектроскопия и ее применение в геофизике и химии. — М.: Наука, 1975. — 386 с.

Ссылки

• Handbook of Vibrational Spectroscopy / John M. Chalmers ; Peter Griffiths. — New York : Wiley, 2006. — . — doi:10.1002/0470027320.
• Applied Spectroscopy / Jerry Workman ; Art Springsteen. — Boston : Academic Press, 1998. — .
• Peter M. Skrabal. Spectroscopy — An interdisciplinary integral description of spectroscopy from UV to NMR. — ETH Zurich : vdf Hochschulverlag AG, 2012. — . — doi:10.3218/3385-4.