Bilimsel terimler genellikle birbirinin yerine kullanılır ve bilimsel olarak kabul edilmiş tanımlar sürekli olarak geliştirilip yeniden yorumlanır, bu da bilimsel anlamada hatalara yol açabilir. Bu tür hatalar tamamen ortadan kaldırılamasa da, kendimizi onlardan haberdar ederek, terminolojiyi daha iyi anlayarak, düşünceli ve dikkatli bilimsel yöntemler kullanarak azaltılabilir. Bu, benzer olmalarına rağmen aynı şey olmayan spektroskopi ve spektrometreyi anlamak söz konusu olduğunda kesinlikle doğrudur. Bunu akılda tutarak, bu terimlere daha derin bir göz atalım.
SPEKTROSKOPİ
Spektroskopi, ışık ve diğer radyasyonun madde tarafından emilmesi ve yayılmasıyla ilgili çalışmadır. Işığın (veya daha doğrusu elektromanyetik radyasyonun) kendi oluşturucu dalga boylarına (bir spektrum) bölünmesini içerir; bu, bir prizmanın ışığı bir gökkuşağı rengine böldüğü gibi yapılır. Aslında, eski tip spektroskopi bir prizma ve fotoğraf plakaları kullanılarak gerçekleştirildi.
Modern spektroskopi, ışığı dağıtmak için kırınım ızgarasını kullanır ve bu daha sonra dijital kameralarda kullanılanlara benzer şekilde CCD’lere (şarj bağlı cihazlar) yansıtılır. 2D spektrumlar, bu dijital formattan kolayca çıkarılır ve etkileyici miktarda yararlı veri içeren 1D spektrumları üretmek için manipüle edilir.
Son zamanlarda, spektroskopinin tanımı, elektronlar, protonlar ve iyonlar gibi parçacıklar arasındaki etkileşimlerin yanı sıra bunların çarpışma enerjilerinin bir işlevi olarak diğer parçacıklarla etkileşimlerini de içerecek şekilde genişletildi.
SPEKTROSKOPİ NASIL KULLANILIR
Spektroskopi, uzmanlaşmış, benzersiz bir alan olmanın çok ötesinde, çeşitli disiplinlerin ayrılmaz bir parçasıdır. Radyasyon ve atomik yapıdaki erken kuantum araştırmalarına teorik bir destek sağlarken, şaşırtıcı sayıda başka uygulamalı kullanıma da sahiptir; manyetik rezonans görüntüleme (MRI) ve X-ışını makineleri bir tür radyo frekansı spektroskopisi kullanır, uzaktaki astral cisimlerin benzersiz yapısını ve fiziksel özelliklerini spektrumları ve dalga boylarıyla ölçüyoruz ve hatta sporda dopingi test etmek için bile kullanılıyor.
Farklı spektroskopi türleri, etkileşimde yer alan ışınım enerjisinin türü ile ayırt edilir. Pek çok uygulamada, spektrum, bu ışıma enerjisinin yoğunluğu veya frekansındaki değişiklikler ölçülerek belirlenir. Spektroskopi türleri, enerji ve malzeme arasındaki etkileşimin doğası ile de ayırt edilebilir. Örnekler şunları içerir:
ASTRONOMİK SPEKTROSKOPİ
Bu tür spektroskopi esas olarak uzaydaki nesnelerin analizi ile ilgilidir. Astronomik bir nesnenin basit spektroskopik analizinden elektromanyetik radyasyon spektrumunu ölçebilir ve dalga boyunu belirleyebiliriz. Bu bize nesnenin kimyasal bileşimi (spektrumlarının ve kütlelerinin bir faktörü olarak), sıcaklık, mesafe ve hız (dalga boylarının ve ışık hızlarının bir fonksiyonu kullanılarak) hakkında bilgi verebilir.
ABSORPSİYON SPEKTROSKOPİSİ
Absorpsiyon spektroskopisi, maddede radyasyon emilimini ölçen spektroskopik tekniklerin kullanılmasını içerir. Elektromanyetik spektrum boyunca belirli elementlerin emilimini test ederek bir numunenin atomik yapısını belirleyebiliriz.
BİYOMEDİKAL SPEKTROSKOPİ
Biyomedikal spektroskopi, biyomedikal bilimde kullanılan bir spektroskopi türüdür. Örneğin, manyetik rezonans spektroskopi (manyetik rezonans görüntülemeyle ilişkili özel bir teknik), beyindeki depresyondan fiziksel tümörlere kadar her şeye neden olabilecek kimyasal değişiklikleri teşhis etmek ve incelemek ve kasın metabolik yapısını analiz etmek için sıklıkla kullanılır. Bu, beyindeki bilinen spektruma karşılık gelen bir dalga boyu spektrumunu haritalandırarak ve bu modellerdeki kalıpları ve sapmaları dikkatlice analiz ederek çalışır.
ENERJİ DAĞILIMLI X-IŞINI SPEKTROSKOPİSİ
Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS / EDX olarak da bilinir), bir numunede bulunan elementlerin tanımlanması ve miktarının belirlenmesi için kullanılır. Bu teknik, Phenom ProX Desktop SEM tarafından kullanılır. Çapı birkaç nanometre kadar küçük alanlarda uzamsal olarak çözümlenmiş element analizi oluşturmak için İletim Elektron Mikroskopisi (TEM) ve Taramalı İletim Elektron Mikroskobu (STEM) ile birlikte kullanılabilir.
SPEKTROMETRİ
Spektrometri, ışık ve madde arasındaki etkileşimlerin ve radyasyon yoğunluğu ve dalga boyunun reaksiyonları ve ölçümlerinin ölçümüdür. Diğer bir deyişle, spektrometri belirli bir spektrumu incelemek ve ölçmek için kullanılan bir yöntemdir ve örnek materyallerin spektroskopik analizi için yaygın olarak kullanılır.
Kütle spektrometresi, bir tür spektrometre örneğidir ve bir kimyasal numune içindeki kütleleri, kütle-yük oranlarıyla ölçer. Bu genellikle parçacıkları elektron yağmuruyla iyonlaştırarak, ardından onları farklı sapma aşamalarına ayırmak için manyetik bir alandan geçirerek yapılır. Parçacıklar ayrıldıktan sonra, bir elektron çarpanıyla ölçülürler ve her iyonun kütlesinin ağırlığıyla numunenin yapısını belirleyebiliriz. Tipik olarak, taramalı elektron mikroskopları, uygulamaya bağlı olarak spektrometri için seçenekler sunar.
Kütle spektronomisinin pratik kullanımları arasında izotop tarihlemesi ve protein karakterizasyonu bulunur. Mars Phoenix Lander gibi bağımsız gezen uzay keşif robotları, yabancı toprakların analizi için kütle spektrometreleri de taşırlar.
SPEKTROMETRİNİN TARİHÇESİ
Spektrometri çalışması, Isaac Newton’un ışığı cama odaklamanın onu gökkuşağının farklı renklerine (görünür ışık spektrumu olarak bilinir) böldüğünü keşfettiği 1600’lü yıllara kadar uzanıyor. Spektrumun kendisi açıkça görülebilen bir fenomendir (gökkuşağının renklerini oluşturur ve bir su birikintisinin yüzeyinde gördüğünüz parlaklığı yaratır), ancak bu fenomenin çalışmasını tutarlı bir alana dönüştürmek için yüzyıllarca parça parça araştırma yapılması gerekti. kullanılabilir sonuçlar çıkarmak için kullanılabilir.
William Hyde Wollaston gibi bilim adamlarının nesiller boyu çalışmaları, bu spektrum boyunca rastgele yerleştirilmiş gibi görünen karanlık çizgilerin keşfedilmesine yol açtı. Sonunda bunların, kimyasalların dünya atmosferindeki emilmesinin sonradan etkileri olduğu belirlendi.
Basitçe ifade etmek gerekirse, güneş gibi uzaydaki gök cisimlerinden doğal ışık süzülürken, atmosferimizde çeşitli reaksiyonlardan geçer. Bu süreçte her kimyasal element biraz farklı tepki verir, bazıları gözle görülür (insan gözüyle algılanabilen 390-700 mm dalga boyundakiler) ve bazıları görünmez (kızılötesi veya ultraviyole dalgalar gibi, görünür spektrumun dışında).
Her bir atom, ayrı bir spektrumlara karşılık geldiğinden ve bu spektrumlarla temsil edilebildiğinden, bunları tanımlamak, fiziksel özellikleri ölçmek ve kimyasal zincirleri ve reaksiyonları kendi çerçeveleri içinde analiz etmek için ışık spektrumundaki dalga boylarının analizini kullanabiliriz.
Spektroskopiyi kullandığımız bazı pratik yollar şunları içerir:
Eşsiz spektrumları uzaydaki nesnelerin kimyasal yapısını, sıcaklığını ve hızını belirlemek için kullanabiliriz.
Metabolit taraması ve analizi ve ilaçların yapısını iyileştirmek için.
Örneklenmiş kimyasalları veya nanopartikülleri kütle-yük oranlarına göre bir kütle spektrometresi kullanarak ölçmek için.
SPEKTROMETRİ VE SPEKTROSKOPİ ARASINDAKİ FARKLAR
Spektroskopi, madde ile yayılan enerji arasındaki etkileşimi inceleyen bilimdir. Elektromanyetik radyasyona maruz kaldığında maddenin soğurma özellikleri veya maddenin soğurma davranışı üzerine yapılan çalışmadır. Spektroskopi herhangi bir sonuç üretmez, sadece bilime teorik yaklaşımdır.
Öte yandan, spektrometri, spektrumun nicel bir ölçümünü elde etmek için kullanılan yöntemdir. Örneğin absorbans, optik yoğunluk veya geçirgenliğin ölçülmesine yardımcı olan, sonuçların üretildiği pratik bir uygulamadır.
Kısacası, spektroskopi teorik bilimdir ve spektrometri, maddenin atomik ve moleküler seviyelerde dengelenmesinde pratik ölçümdür.
SPEKTROMETRELER
Spektrometre, belirli bir aralıkta, yani bir spektrumda fiziksel bir özelliğin değişimini ölçmek için kullanılan herhangi bir araçtır. Bu, bir kütle spektrometresindeki bir kütle-yük oranı spektrumu, bir nükleer manyetik rezonans (NMR) spektrometresindeki nükleer rezonans frekanslarının değişimi veya bir optik spektrometrede dalga boyu ile ışığın emilimindeki ve emisyonundaki değişiklik olabilir. Kütle spektrometresi, NMR spektrometresi ve optik spektrometre, dünya çapındaki araştırma laboratuarlarında bulunan en yaygın üç spektrometre türüdür.
Bir spektrometre, ışığın dalga boyunu ve frekansını ölçer ve içine yerleştirdiğimiz bir numunedeki atomları tanımlamamıza ve analiz etmemize olanak tanır. En basit haliyle, spektrometreler, beyaz ışık bir DVD’nin veya başka bir kompakt diskin küçük çukurlarına çarptığında ortaya çıkan ışık oyununa benzer şekilde, karmaşık bir kırınım biçimi gibi davranır.
Işık (ısıtma yoluyla akkor hale getirilmiş olan) bir kaynaktan bir kırınım ızgarasına (yapay bir Fraunhofer hattına çok benzer) ve bir aynaya geçirilir. Orijinal kaynak tarafından yayılan ışık, atomik dengesinin özelliği olduğundan, kırınım ve yansıtma ilk önce dağılır, sonra yansıtır, dalga boyunu tespit edip ölçebileceğimiz bir formata dönüştürür.
Leave a Reply