ספקטרומטר אופטי

ספקטרומטר אופטי הוא מכשיר שמפרק אור כדי למדוד את ספקטרום הקרינה של גופים. ספקטרום = הקשת צבעים שנוצרת כשפורקים אור לפי אורכיו גל. ספקטרוסקופיה = השיטה שחוקרת את הספקטרום כדי לזהות יסודות ומולקולות, במעבדה ובחלל.

השימושים העיקריים כוללים זיהוי יסודות ומולקולות, מדידות מדעיות חשובות והבנה טובה יותר של מבנה האטום. בין ההישגים הבולטים: מדידת ספקטרום אטום המימן, שהובילה לפריצות דרך בתורת הקוונטים (מדע החלקיקים הקטנים) ולעיצוב דגם האטום של בוהר; וגם גילוי היסוד ההליום.

בתחומים שונים של הספקטרום משתמשים במחקרים שונים. האור הנראה משמש לחקר מעברי אלקטרונים ברמה האטומית. ספקטרוסקופיה בתת-אדום (אור שאי-אפשר לראות, באורך גל ארוך יותר) מתאימה למדידת סיבובי וויברציוני של מולקולות.

בסיס הפעולה הוא שבירת האור לרכיביו, כלומר הפיכת אור לקשת צבעים. רוב הספקטרומטרים משתמשים במנסרה (זגוגית שמשנה את כיוון האור לפי צבעו), בסריג (משטח שמפזר את האור וגורם להתאבכות, כמו הצד האחורי של תקליטור), או בסיב אופטי.

במנסרה קרני האור נשברות לפינות שונות לפי אורך הגל. בסריג נוצרת תבנית אינטראקטיבית של נקודות שהמיקום שלהן תלוי באורך הגל. שתי השיטות הבסיסיות למדידה הן בדיקת ספקטרום הפליטה (מה חומר מפיץ) או ספקטרום הבליעה (אילו גלים חומר בולע).

ספקטרומטר אופטי הוא כלי שמפרק אור. מפרק = מחלק את האור לצבעים.

מה שמתקבל נקרא ספקטרום. ספקטרום = קשת צבעים של אור. מדענים משתמשים בזה כדי לדעת מאילו חומרים משהו עשוי.

יש שלוש דרכים לפרק את האור. מנסרה = זכוכית שמטה את האור לפי צבע. סריג = משטח שמפזר את האור, כמו הצד של תקליטור. סיב אופטי = חוט זכוכית שמעביר אור.

הספקטרומטר בודק אם חומר פולט אור או בולע אותו. פולט = שולח אור. בולע = סופג אור.

פעם חשבו שהשמש נותנת את כל הצבעים בלי הבדלים. ב-1814 גילו פסי חשכה בספקטרום של השמש. מדען אחר הבין שפצעים אלו קשורים ליסודות שמבליעים אור. ב-1800 גילו קרינה שאי-אפשר לראות בעין, מעבר לצבע האדום. הקרינה הזאת נקראת תת-אדום.