Ọrụ nke Spectrometer na Fizik
Igwe spectrometer bụ otu n'ime ngwa kachasị mkpa na fiziki nke oge a n'ihi na ọ nwere ike "ịgụ" ozi echekwara n'ìhè. Mgbe isi iyi na-ewepụta ma ọ bụ na-amịkọrọ radieshon elektrọnik - ma ọ bụ ìhè a na-ahụ anya, ultraviolet, infrared, ma ọ bụ X-ray - radieshon ahụ na-ebu akara nke nhazi ihe ahụ, okpomọkụ, ihe mejupụtara kemịkalụ, na ọbụna ọnọdụ gburugburu ebe obibi ebe e mepụtara ya. Igwe spectrometer na-arụ ọrụ site na ikewapụ radieshon dabere na ogologo ma ọ bụ ugboro ole e si mepụta ya wee tụọ ya iji mepụta spectrometer. Site na spectrometer a, ndị ọkà mmụta sayensị nwere ike ime nyocha ndị na-agaghị ekwe omume site na nlele anya dị mfe.
Otu Spectrometer si arụ ọrụ
N'ozuzu, ndị na-eji spectrometer arụ ọrụ abụọ bụ isi: mgbasa (ikewa ìhè n'ime ogologo ebili mmiri nke ihe mejupụtara ya) na nchọpụta (ịtụ ike nke ihe ọ bụla). A na-ejikarị prism ma ọ bụ diffraction grating eme usoro mgbasa. Prisms na-ekewa ìhè n'ihi ihe ngosi dị iche iche nke refractive maka ogologo ebili mmiri ọ bụla, ebe diffraction gratings na-eji nnyonye anya kewapụ ìhè na mkpebi dị elu.
Mgbe ìhè gbawara, sistemụ anya dịka lensị na obere oghere na-enyere aka iduzi ìhè ahụ ka ọ mepụta spectrum dị nkọ. Ihe nchọpụta na-ejide ìhè ahụ, dị ka photodiode, CCD/CMOS, ma ọ bụ ihe nchọpụta pụrụ iche maka mpaghara spectral kpọmkwem (dịka ọmụmaatụ, ihe nchọpụta infrared ma ọ bụ ihe nchọpụta X-ray). Nsonaazụ ya bụ eserese nke ike na ogologo ebili mmiri, nke bụ ntọala maka nyocha anụ ahụ dị iche iche.
Ọrụ nke Spectrometer na Nyocha Nhazi Atomic na Molekụla
Otu n'ime ọrụ ndị bụ isi nke spectrometer na fiziki bụ ịmụ nhazi atọm. Dịka ozizi quantum si kwuo , elektrọn dị na atọm nwere ike ịdị naanị na ọkwa ike akọwapụtara. Mgbe elektrọn gbanwere ọkwa ike, atọm na-ewepụta ma ọ bụ na-amịkọrọ photon nwere ike kpọmkwem. Ike nke photon a metụtara kpọmkwem na ugboro ma ọ bụ ogologo ebili nke ìhè site na nha nhata:
– \( E = hf \)
– \( c = \lambda f \)
Site n'ịtụle ahịrị spectral emission ma ọ bụ absorption, spectrometers na-enyere ndị ọkà mmụta sayensị aka ịchọpụta mgbanwe ike, nyochaa ụdị atọm , ma chọpụta ihe ndị na-adịgide adịgide. Ihe atụ a ma ama bụ hydrogen spectrum, nke dị oke mkpa na mmepe nke ozizi Bohr na usoro nhazi quantum.
Maka molekul, spectra dị mgbagwoju anya karịa n'ihi na, na mgbakwunye na mgbanwe eletrọniki, mgbanwe vibration na rotation dịkwa. Dịka ọmụmaatụ, infrared spectrometers na-enyere aka ikpughe ụdị vibration nke njikọ kemịkalụ, ebe a na-eji microwave spectrometers amụ ntụgharị molekul. Na fiziki, nke a na-enyere aka ịghọta ihe ndị dị na ọkwa microscopic na mmekọrịta dị n'etiti ihe ndị ahụ.
Nchọpụta nke Ihe Ndị Dị na Ihe Ndị Dị na Ya
Spectrometers na-arụkwa ọrụ dị ka "mkpịsị aka" maka ihe kemịkalụ. Ihe ọ bụla nwere ụkpụrụ ahịrị spectral pụrụ iche. Ya mere, spectroscopy bụ ụzọ dị mkpa maka ikpebi ihe mejupụtara ihe nlele na-anaghị emebi emebi. Na physics ihe, a na-eji spectrometers eme ihe:
1. Nyochaa ịdị ọcha nke ihe (dịka ọmụmaatụ semiconductor).
2. Ịchọpụta ihe ndị na-adịghị ọcha nke na-emetụta ihe ndị dị ka eletriki na ihe anya.
3. Hụ mgbanwe dị na nhazi ya n'ihi okpomọkụ, oxidation, ma ọ bụ mmeghachi omume elu.
A na-ejikarị usoro dịka plasma emission spectroscopy (dịka ọmụmaatụ, ICP-OES) ma ọ bụ atomic absorption spectroscopy (AAS) eme ihe na nnyocha metụtara physics na sayensị ihe.
Ntụle nke Okpomọkụ na Ọnọdụ Anụ Ahụ nke Sistemụ ahụ
Usoro radieshọn ahụ nwekwara ozi gbasara okpomọkụ. Ihe ndị na-ekpo ọkụ na-ewepụta radieshọn okpomọkụ nke nkesa ha na-agbaso iwu radieshọn ojii. Site na iji spectrometer, ndị ọkà mmụta sayensị nwere ike ịtụ ụdị radieshọn okpomọkụ wee tụọ okpomọkụ nke ihe ahụ na-enweghị kọntaktị ozugbo. Usoro a bara ezigbo uru maka:
– Ịtụle okpomọkụ nke ihe ndị dị oke ọkụ (dịka ọmụmaatụ ígwè agbazere agbaze).
– Ịhụ okpomọkụ nke kpakpando ma ọ bụ ihe ndị dị na mbara igwe.
– Nyochaa sistemụ plasma na fizik plasma na ngwakọta nuklia.
Tinyere okpomọkụ, spectra nwere ike igosi njupụta, nrụgide, na ọnọdụ ubi nke sistemụ ahụ na-ahụ. Dịka ọmụmaatụ, spectral line space gbasaa nwere ike ime n'ihi nrụgide gbasaa n'etiti ihe ndị dị n'ime ya ma ọ bụ mmetụta Doppler n'ihi mmegharị okpomọkụ.
Ịtụ Ọsọ site na Mmetụta Doppler
Spectrometers na-arụ ọrụ dị oke mkpa n'ịtụ ọsọ nke ihe ndị na-apụta ma ọ bụ na-egosipụta ìhè site na mgbanwe Doppler. Ọ bụrụ na isi iyi ọkụ agakwuru onye na-ekiri ihe, ebili mmiri ahụ na-aga n'ihu na ebili mmiri dị mkpụmkpụ (mgbanwe anụnụ anụnụ). Ọ bụrụ na ọ pụọ, ebili mmiri ahụ na-aga n'ihu na ebili mmiri dị ogologo (mgbanwe uhie).
Na physics, ojiji nke mmetụta Doppler site na iji spectrometers gụnyere:
- Ịtụle ọsọ ntụgharị na mmegharị nke kpakpando/galaxies na mbara igwe.
- Ịhụ ka gas na-erugharị na nnwale plasma.
- Nyochaa usoro mmiri mmiri na sistemụ ụfọdụ mgbe ejikọtara ya na usoro laser (dịka ọmụmaatụ, Laser Doppler Velocimetry).
Enwere ike ịchọpụta obere mgbanwe spectral site na iji spectrometers dị elu, nke na-eme ka usoro a doo anya nke ọma.
Ngwa dị na Njirimara Anya na Isi Iyi Ìhè
N'ihe gbasara optical physics, a na-eji spectrometers anwale njirimara nke isi mmalite ọkụ, dịka laser, LED, ma ọ bụ spectral lamps. Ojiji ndị a gụnyere:
- Tụọ ogologo ogologo na obosara spectrum.
- Na-achọpụta ịdị ọcha nke laser ahụ.
- Ilele ihe ngosi ọkụ LED maka nchọpụta fotonik na teknụzụ ọkụ.
- Nnwale nzacha anya, ihe nkiri dị gịrịgịrị, na mkpuchi mgbochi ntụgharị uche.
N'ime nnyocha ihe anya, spectrometers na-enyere aka inyocha nnyefe, ntụgharị uche, na njirimara nnabata na ogologo ebili mmiri kpọmkwem, nke dị oke mkpa na nhazi nke ngwaọrụ anya.
Ọrụ nke Spectrometers na Fizik nke Oge a na Nnyocha Dị Elu
Ọ bụghị naanị ìhè a na-ahụ anya ka a na-ahụ spectrometers. Na fizik nke oge a , e nwere ụdị spectrometers dị iche iche dịka ike si dị:
1. UV-Vis spectrometer: maka ọmụmụ nke mgbanwe elektrọn na ihe anya.
2. Igwe nlele infrared (FTIR): maka ọmụmụ nke mkpọtụ molekul na ihe onwunwe.
3. Raman spectrometer: ịmụ banyere ịma jijiji site na mgbasa ozi inelastic.
4. X-ray spectrometer: maka nyocha nke nhazi kristal na ihe ndị dị arọ.
5. Igwe ihe nlele oke (ọ bụ ezie na ọ bụghị ìhè, kama ọ bụ oke ibu-na-chaji): dị mkpa na fizikisi atọm na nke ihe ndị dị n'ime ya, yana nyocha isotope.
N'ime ụlọ nyocha nyocha, a na-ejikọkarị spectrometers na sistemụ vacuum, isi mmalite radieshon pụrụ iche, ma ọ bụ oyi cryogenic iji mee ka mmetụta dịkwuo elu. Na fiziki siri ike , spectroscopy bụkwa ihe dị mkpa maka ịmụ oghere band, mkpali electron, na ihe omume quantum na ihe ọhụrụ dị ka graphene na ihe mkpuchi topological.
Mmechi
Ọrụ nke spectrometers na fizikis dị oke ukwuu, site na ikpughe ihe owuwu atọm na molekul, ịchọpụta ihe ndị dị n'ime ya, ịtụ okpomọkụ na ọnọdụ anụ ahụ, ruo na ịchọpụta ọsọ site na mmetụta Doppler. Ike spectrometer nwere ike kewaa ma tụọ spectra na-eme ka ọ bụrụ ngwaọrụ dị mkpa maka inweta ozi nke a na-apụghị ijide site na nlele nkịtị. Ka teknụzụ nchọpụta na optics nkenke na-aga n'ihu, ọrụ nke spectrometers na-abawanye oke mkpa na nyocha fizikis, ma maka ịghọta iwu ndị bụ isi nke okike na maka ịkwalite ihe ọhụrụ na ihe, photonics, na teknụzụ nha ọgbara ọhụrụ.
