ספקטרומטר אופטי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Gnome-colors-edit-find-replace.svg יש לשכתב ערך זה. ייתכן שהערך מכיל טעויות, או שהניסוח וצורת הכתיבה שלו אינם מתאימים.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.
עקרון פעולה של ספקטרוסקופים שונים. מונוכרומטור מבוסס סריג (למעלה), ספקטרומטר מבוסס מנסרה (באמצע), ומהלך קרני האור בספקטרומטר מבוסס סיב אופטי.
דוגמה לספקטרוסקופ פשוט. בתמונה העליונה מוצג צילום על של המערכת: מקור אור, חריר המאפשר מעבר של פס אור דק ומנסרה. מוצג ספקטרום רציף של נורת להט (תמונה אמצעית) וספקטרום פליטה בדיד של גז הכספית בנורת פלורסנט

ספקטרומטר אופטי הוא מכשיר מדידה אופטי לצפיה בספקטרום קרינה של גופים. ספקטרוסקופיה אופטית משמשת לזיהוי של יסודות ומולקולות, הן בתרכובות כימיות במעבדה והן בחלל החיצון. בין ההישגים הבולטים של הספקטרוסקופיה נמנים מדידת ספקטרום אטום המימן שהביאה לפריצות דרך משמעותיות בתורת הקוונטים (כגון בניית מודל האטום של בוהר) וגילוי יסודות חדשים, ביניהם ההליום.

תחומים שונים בספקטרום משמשים בכיווני מחקר שונים: הספקטרום הנראה משמש בעיקר לחקר מעברי אלקטרונים ברמה האטומית, ספקטרוסקופיה בתת-אדום משמשת למדידת רוטציות ו ויברציות מולקולריות. נוסף על ספקטרומטר אופטי קיימים גם סוגים שונים של ספקטרומטרי מסות.

דרך פעולת הספקטרומטר[עריכת קוד מקור | עריכה]

ישנם ספקטרומטרים בתצורות שונות רבות, המשותף לכולם הוא שבירת האור לרכיביו, כלומר הפיכת אור לקשת צבעים. מרבית הספקטרומטרים מבוססים על שימוש במנסרה, סריג או סיב אופטי. בספקטרומטר מבוסס מנסרה זווית השבירה של אור הנכנס לזכוכית תלוי באורך הגל, קרני אור הנכנסות למנסרה נשברות לצבעים המרכיבים אותן בכיוונים שונים. התופעה זהה לקשת בענן, הנוצרת ממעבר האור בטיפות מים באוויר. בספקטרומטר מבוסס סריג אור המוחזר על ידי סריג יוצר תבנית התאבכות על המסך, ומיקומן של נקודות האור תלוי באורך הגל. צידו האחורי של תקליטור מהווה סריג מבחינה זו.

שתי השיטות הבסיסיות לשימוש בספקטרוסקופ הן למדידת ספקטרום הפליטה או הבליעה של חומרים שונים.

  • ספקטרום פליטה - גז המחומם לטמפרטורה גבוהה פולט אור. ספקטרום האור הנפלט מורכב מסדרה של קוים בדידים המייצגים את קווי הפליטה של החומר המאיר.
  • ספקטרום בליעה - בשיטה זאת אור לבן המכיל רצף של תדרים עובר דרך חומר. הספקטרום שנוצר מכיל קווים שחורים המייצגים את התדרים שבהם החומר מסוגל לבלוע אור.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

בתקופתו של ניוטון היה נהוג להניח שספקטרום השמש הינו ספקטרום רציף כלומר, האור שפולטת השמש מכיל בתוכו את כל צבעי האור. ב1814 גילה המדען הגרמני יוזף פראונהופר את הימצאותם של "פסים שחורים" בספקטרום הפליטה של השמש. את התופעה הסביר המדען הגרמני גוסטב קירכהוף. תגליתו הייתה כי כל יסוד במצב צבירה גזי בולע גלי אור באורך גל זהה לאלה שהוא פולט.

ב1800 ויליאם הרשל הציג בפני החברה המלכותית בלונדון ניסוי בו שם מדחום מעבר לצבע האדום שנוצר על ידי מנסרה, טמפרטורת המדחום עלתה וכך נתגלתה הקרינה התת-אדומה.

תגליות חשובות בספקטרוסקופיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]