Was ist ein Spektrometer?

Spektrometer werden in vielen Bereichen eingesetzt.

Ein Spektrometer ist ein ĂŒbliches Werkzeug, das von verschiedenen Wissenschaftlern verwendet wird, um Informationen ĂŒber ein Objekt oder Substanzen durch die Analyse seiner Lichteigenschaften zu bestimmen. Unbekannte Zusammensetzungen, die in elementare Elemente zerlegt sind oder Licht, das von weit entfernten Galaxien emittiert wird, können verwendet werden, um Informationen ĂŒber Raumobjekte, einschließlich ihrer GrĂ¶ĂŸe und Geschwindigkeit, zu bestimmen.

Grundlegende Zwecke

Spektrometer haben eine Vielzahl von Anwendungen in der Wissenschaft, insbesondere in der Astronomie und Chemie. Alle Spektrometer haben drei grundlegende Teile - sie erzeugen ein Spektrum, zerstreuen das Spektrum und messen die IntensitĂ€ten der aus dem Spektrum erzeugten Linien. Jede Substanz und jedes Element erzeugt verschiedene Lichtfrequenzen und -muster, die wie ihre eigenen FingerabdrĂŒcke sind. Unter Verwendung dieses Prinzips können Wissenschaftler unbekannte Substanzen und Materialien mit Spektrometern analysieren und dann die Ergebnisse mit bekannten Mustern vergleichen, um die Zusammensetzung der Testperson zu bestimmen.

Geschichte

Die Wurzel von Spektrometern stammt aus dem Jahr 300 v. Chr., Als Euklid mit sphĂ€rischen Spiegeln zu arbeiten begann. Im spĂ€ten 17. Jahrhundert prĂ€gte Isaac Newton das Wortspektrum, um den Farbbereich zu beschreiben, der durch die Streuung von Licht durch ein Prisma erzeugt wurde. Die Analyse und das weitere Studium der Farbenlehre wurden fortgefĂŒhrt und im frĂŒhen 19. Jahrhundert begannen die ersten Spektrometer von verschiedenen Wissenschaftlern zu erscheinen. Die frĂŒhesten Spektrometer verwendeten einen kleinen Schlitz und eine Linse, die Licht durch ein Prisma hindurchließen, um das Licht in ein Spektrum zu zerlegen, das durch ein Rohr zur Analyse projiziert wurde. Technologische Fortschritte haben dieses Tool kontinuierlich weiterentwickelt, wobei die neuesten Entwicklungen computerbasierter wurden.

Wie benutzt man

Spektrometer sind relativ einfach einzurichten und zu verwenden. Im Allgemeinen wird das Spektrometer eingeschaltet und vor dem Gebrauch vollstĂ€ndig aufgeheizt. Es wird mit einer bekannten Substanz beladen und auf eine WellenlĂ€nge kalibriert, die derjenigen der bekannten Substanz Ă€hnlich ist. Sobald die Maschine kalibriert ist, wird die Testprobe in die Maschine geladen und ein Spektrum fĂŒr die Probe bestimmt. Die WellenlĂ€ngen werden analysiert und mit verschiedenen bekannten Ablesungen verglichen, um die Zusammensetzung der neuen Substanz zu bestimmen. Dieser Prozess kann in Ă€hnlicher Weise durchgefĂŒhrt werden, ohne eine tatsĂ€chliche Substanz in ein Spektrometer zu laden, sondern nur Licht durch die Maschine zum Ablesen passieren zu lassen. Astronomen verwenden diese Methode oft mit Licht aus dem Weltraum.

Wie es funktioniert

Um ein Spektrum fĂŒr Substanzen genau zu bestimmen, muss eine gasförmige Form der Substanz Licht ausgesetzt werden und ein Spektrum wird erzeugt. Wenn also Proben in Spektrometer geladen werden, verdampft die hohe Temperatur der Maschine die winzige Probe und das Licht wird entsprechend der Zusammensetzung der zu untersuchenden Substanz gebrochen. Im Falle der Verwendung von Spektrometern fĂŒr astronomische Zwecke werden eingehende WellenlĂ€ngen und Frequenzen aus dem Weltraum in Ă€hnlicher Weise analysiert, um die Zusammensetzung der Himmelsmaterie zu bestimmen.

Verwendung

Wissenschaftler können Spektrometer verwenden, um die Zusammensetzung neuer Entdeckungen zu bestimmen, die sie auf der Erde oder in weit entfernten Galaxien machen. Zum Beispiel kann eine komplexe zusammengesetzte Substanz analysiert werden und die verschiedenen elementaren Komponenten können bestimmt werden. Auch die Verwendung von Spektrometrie im medizinischen Bereich gewinnt an PopularitĂ€t, da sie verwendet werden kann, um Kontaminanten oder Konzentrationen verschiedener Substanzen in dem Blutstrom zu identifizieren, um mögliche Krankheiten oder unerwĂŒnschte Toxine zu detektieren.

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