Spectrofotometrie

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Un spectrofotometru
Un spectrofotometru portabil

În fizică, termenul spectrofotometrie desemnează studiul spectrelor electromagnetice . Acesta este un termen mai specific decât termenul general de spectroscopie electromagnetică, deoarece spectrofotometria se ocupă de lumina vizibilă , de la aproape ultraviolete la aproape infraroșu . Mai mult, termenul nu include tehnici de spectroscopie rezolvate în timp.

Spectrofotometria necesită utilizarea spectrofotometrelor. Un astfel de instrument este un fotometru , adică un dispozitiv pentru măsurarea intensității luminii, care poate determina intensitatea în funcție de lungimea de undă a radiației luminii. Există multe tipuri de spectrofotometre disponibile. Printre cele mai importante distincții adoptate pentru a le clasifica se numără intervalele de lungimi de undă în care operează, tehnicile de măsurare pe care le adoptă, modalitățile prin care dobândesc un spectru și sursele intensității luminoase variabile pentru care au fost măsurate. Alte aspecte importante ale spectrofotometrelor includ banda lor spectrală și liniaritatea lor.

Poate că cea mai obișnuită aplicație a spectrofotometrelor este măsurarea absorbției luminii, dar pot fi proiectate și pentru a măsura reflectanța difuză sau speculară. În termeni strict fizici, chiar și jumătatea de emisie a unui instrument de luminiscență constituie un fel de spectrofotometru.

Există două categorii importante de spectrofotometre; cele cu fascicul simplu și cele cu fascicul dublu. Un spectrofotometru cu fascicul dublu măsoară raportul de intensitate a luminii a două căi de lumină diferite, în timp ce un spectrofotometru cu fascicul unic măsoară intensitatea luminii absolute. Deși măsurătorile raportului sunt mai ușoare și, în general, mai stabile, instrumentele cu un singur fascicul au avantaje; de exemplu, pot avea intervale dinamice mai lungi.

Spectrofotometre ale regiunii vizibile

Spectrofotometria regiunii vizibile, între aproximativ 400 și aproximativ 700 nm , este utilizată pe scară largă în colorimetria științifică. Producătorii de cerneală, companiile tipografice, producătorii de textile și multe alte tipuri de companii au nevoie de date care pot fi obținute prin colorimetrie. De obicei, în spectrofotometria vizibilă, măsurătorile se fac la intervale de lungime de undă de 10 nanometri și se produce o curbă de reflectanță spectrală . Aceste curbe pot fi utilizate pentru a verifica loturile de coloranți pentru a vedea dacă îndeplinesc cerințe specifice. Spectrofotometrele vizibile tradiționale nu pot detecta dacă un colorant fluoresc. Acest lucru le face imposibil să efectueze corect culoarea atunci când oricare dintre cernelurile de imprimare analizate sunt fluorescente. Pentru coloranții care prezintă fluorescență, ar trebui utilizat un spectrometru fluorescent bispectral . Există două configurări principale pentru spectrofotometre cu spectru vizibil numite d / 8 sau sferice și respectiv 0/45. Acești termeni sunt derivați din geometria sursei de lumină, a observatorului și din interiorul camerei de măsurare.

Spectroradiometre

Reprezentarea spectrografică a luminii emise de o lampă incandescentă (stânga) și o lampă fluorescentă (dreapta)

Spectroradiometrele sunt dispozitive care funcționează într-un mod foarte asemănător cu spectrofotometrele pentru regiunea de radiații vizibile și sunt proiectate pentru a măsura distribuțiile spectrale de putere ale dispozitivelor și instalațiilor de iluminat; producătorii le folosesc pentru a evalua și clasifica dispozitivele pe care le vând și clienții lor pentru a se asigura că ceea ce cumpără răspunde nevoilor lor.

Spectrofotometre UV și spectrometre IR

Cele mai frecvente spectrofotometre sunt utilizate în regiunile UV și vizibile ale spectrului; unele dintre aceste instrumente (spectrometre IR) funcționează la fel de bine în regiunea cu infraroșu apropiat. Spectrometrele proiectate pentru regiunea principală cu infraroșu sunt foarte diferite, datorită cerințelor tehnice ale măsurătorilor din această parte a spectrului. Unul dintre principalii factori este tipul de senzori eficienți în diferite regiuni spectrale, dar măsurătorile în infraroșu sunt, de asemenea, provocatoare, deoarece practic toate obiectele emit radiații IR datorită fenomenelor termice, în special pentru lungimi de undă mai mari de 5 µm.

Multe spectrofotometre folosesc o prismă sau un monocromator pentru a analiza spectrul; totuși, sunt disponibile și spectrofotometre care folosesc secvențe fotosenzoriale și, mai ales în infraroșu, există spectrofotometre care folosesc o tehnică de transformare Fourier pentru a dobândi informații spectrale; această tehnică este cunoscută prin abrevierea FTIR .

Spectrofotometrul măsoară cantitativ fracția de lumină care trece printr-o soluție dată. Într-un spectrofotometru, lumina unei lămpi din regiunea aproape IR / VIS / UV (de obicei o lampă de descărcare cu gaz deuteriu pentru IR și lămpi cu incandescență speciale pentru UV / VIS) este ghidată printr-un monocrom care separă radiația unei anumite lungimi de undă de spectrul general. Această lumină trece prin proba care urmează să fie măsurată. După trecerea prin probă, intensitatea luminii rămasă a radiației este măsurată cu ajutorul unui detector format dintr-o fotodiodă sau un alt senzor de lumină ; aceasta permite calcularea transmitanței lungimii de undă examinate. Pentru vizibile, se utilizează, de preferință, surse de lumină de tungsten , lămpi cu hidrogen sau deuteriu pentru surse de filament cu incandescență ultraviolete și Nerst (amestec de oxizi de pământuri rare) sau un Globar (tijă de carbură de siliciu ) pentru sinterizarea în infraroșu).

În timp ce absorbțiile lungimilor de undă care se încadrează în domeniul UV / VIS dau naștere la variații ale energiei electronice, absorbțiile din regiunea infraroșie sunt în schimb legate de variațiile energiei vibraționale a moleculelor . Aceste efecte, care stau la baza unei măsurări spectrofotometrice, sunt în mod obișnuit exploatate în chimie pentru determinări calitative, cantitative și inerente ale structurii și legăturii chimice .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 21438
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Spectrophotometry&oldid=120796962 ”