ما هو التحليل الطيفي؟

التحليل الطيفي هو تقنية تستخدم تفاعل الطاقة مع عينة لإجراء تحليل.

البيانات التي يتم الحصول عليها من التحليل الطيفي تسمى أ الطيف. الطيف هو مؤامرة شدة الطاقة تم الكشف عنها مقابل الطول الموجي (أو الكتلة أو الزخم أو التردد ، إلخ) للطاقة.

يمكن استخدام الطيف للحصول على معلومات حول مستويات الطاقة الذرية والجزيئية ، الهندسة الجزيئية, الروابط الكيميائيةوتفاعلات الجزيئات والعمليات ذات الصلة. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام أطياف لتحديد مكونات العينة (التحليل النوعي). يمكن أيضًا استخدام الأطياف لقياس كمية المواد في العينة (التحليل الكمي).

يتم استخدام العديد من الأدوات لإجراء التحليل الطيفي. بعبارات أبسط ، يتطلب التحليل الطيفي مصدر طاقة (عادة ليزر ، ولكن يمكن أن يكون هذا مصدر أيون أو مصدر إشعاع) و جهاز لقياس التغير في مصدر الطاقة بعد تفاعله مع العينة (غالبًا مقياس الطيف الضوئي أو مقياس التداخل).

هناك العديد من الأنواع المختلفة من التحليل الطيفي حيث توجد مصادر للطاقة! وهنا بعض الأمثلة:

يتم استخدام الطاقة من الأجرام السماوية لتحليل التركيب الكيميائي ، والكثافة ، والضغط ، ودرجة الحرارة ، والمجالات المغناطيسية ، والسرعة ، وخصائص أخرى. هناك العديد من أنواع الطاقة (المطيافية) التي يمكن استخدامها في التحليل الطيفي الفلكي.

يتم استخدام الطاقة التي تمتصها العينة لتقييم خصائصها. تتسبب الطاقة الممتصة أحيانًا في إطلاق الضوء من العينة ، والذي يمكن قياسه باستخدام تقنية مثل التحليل الطيفي الفلوري.

هذه هي دراسة المواد في الأغشية الرقيقة أو على الأسطح. تخترق العينة شعاع طاقة مرة أو أكثر ، ويتم تحليل الطاقة المنعكسة. يتم استخدام التحليل الطيفي الانعكاسي الكلي المخفف والتقنية ذات الصلة التي تسمى التحليل الطيفي المتعدد الانعكاسي المحبط لتحليل الطلاء والسوائل غير الشفافة.

هذه تقنية تعمل بالموجات الدقيقة تعتمد على تقسيم مجالات الطاقة الإلكترونية في المجال المغناطيسي. يتم استخدامه لتحديد هياكل العينات التي تحتوي على الإلكترونات غير المزاوجة.

هناك عدة أنواع من التحليل الطيفي الإلكتروني ، وكلها مرتبطة بقياس التغيرات في مستويات الطاقة الإلكترونية.

هذه مجموعة من التقنيات الطيفية التي يتم فيها تشعيع العينة من قبل جميع المعنيين أطوال موجية في وقت واحد لفترة زمنية قصيرة. يتم الحصول على طيف الامتصاص من خلال تطبيق التحليل الرياضي لنمط الطاقة الناتج.

أشعة غاما هو مصدر الطاقة في هذا النوع من التحليل الطيفي ، والذي يتضمن تحليل التنشيط و مطياف موسباور.

يُطلق على طيف امتصاص مادة الأشعة تحت الحمراء في بعض الأحيان بصمتها الجزيئية. على الرغم من استخدامها بشكل متكرر لتحديد المواد ، يمكن استخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء أيضًا لتحديد عدد الجزيئات الممتصة.

يستخدم التحليل الطيفي للامتصاص ، التحليل الطيفي الفلوري ، التحليل الطيفي لرامان ، التحليل الطيفي لرامان المحسن على السطح ضوء الليزر كمصدر للطاقة. تقدم مطيافية الليزر معلومات حول تفاعل الضوء المتماسك مع المادة. التحليل الطيفي بالليزر لديه دقة وحساسية عالية بشكل عام.

ينتج مصدر مطياف الكتلة أيونات. يمكن الحصول على معلومات حول عينة عن طريق تحليل تشتت الأيونات عندما تتفاعل مع العينة ، باستخدام نسبة الكتلة إلى الشحن بشكل عام.

في هذا النوع من التحليل الطيفي ، يتم ترميز كل طول موجي بصري يتم تسجيله بتردد صوتي يحتوي على معلومات الطول الموجي الأصلية. يمكن لمحلل الطول الموجي إعادة بناء الطيف الأصلي.

يمكن استخدام تشتت رامان للضوء بواسطة الجزيئات لتوفير معلومات حول التركيب الكيميائي للعينة والهيكل الجزيئي.

تتضمن هذه التقنية إثارة الإلكترونات الداخلية للذرات ، والتي يمكن رؤيتها على أنها امتصاص للأشعة السينية. قد يتم إنتاج طيف انبعاث الأشعة السينية عندما يسقط الإلكترون من حالة طاقة أعلى إلى الشغور الناتج عن الطاقة الممتصة.