Φασματοσκοπία

Φασματοσκοπία, ή Φασματομετρία, είναι η μελέτη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μιας φωτεινής πηγής. Η φασματοσκοπία είναι κλάδος της φυσικής και ιδιαίτερα της οπτικής ή κυματικής οπτικής που ασχολείται με την έρευνα και τη μελέτη της δομής, της σύστασης και των ιδιοτήτων των φασμάτων της ύλης, καθώς και των διαφόρων ακτινοβολιών.

 Η φασματοσκοπία ή φασματομετρία, είναι η μελέτη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μιας πηγής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε ένα εύρος συχνοτήτων. Γενικά φάσμα είναι μια συνάρτηση κατανομής ενός πληθυσμού και προκύπτει με την ανάλυση, μιας φυσικής ποσότητας στον χώρο της ενέργειας ή γενικότερα στον χώρο ενός μεγέθους από το οποίο εξαρτάται. Συνήθως φάσμα ονομάζουμε την ανάλυση της ακτινοβολίας ενός σώματος φωτονίων σε συνάρτηση με την συχνότητα, το μήκος κύματος κ.λπ. Η Φασματοσκοπία έχει ως προέλευσή της το περίφημο εκείνο πείραμα του Νεύτωνα, που πρώτος το 1668 πέτυχε να λάβει φάσμα του Ηλιακού φωτός με παρεμβολή ενός διαφανούς πρίσματος στη πορεία λεπτής φωτεινής δέσμης. Με αυτό τον τρόπο έλαβε δηλαδή μια πολύχρωμη επιμήκη δέσμη που αποτελούνταν κατά σειρά τα χρώματα: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε και ιώδες. Από το πείραμα εκείνο παρεμβάλλοντας στη σειρά και δεύτερο ισότροπο πρίσμα και διαπιστώνοντας πως κάθε μια μονοχρωματική αναδυόμενη δέσμη δεν αναλύεται συμπέρανε τα ακόλουθα: 1. Οι φωτεινές ακτίνες διαφόρων χρωμάτων (δηλαδή συχνοτήτων) υφίστανtαι διαφορετική διάθλαση εξαρτώμενη από το μήκος κύματος (ή συχνότητα). 2. Οι ηλιακές ακτίνες αναλύονται σε ευρύ φάσμα όλων των χρωμάτων που αναλύονται επειδή έχουν διαφορετικό δείκτη διάθλασης ή πιο σωστά διαφορετική ταχύτητα. 3. Οι ακτίνες που δεν αναλύονται περισσότερο από το διαφανές πρίσμα αποτελούνται από μονοχρωματική ακτινοβολία.Σήμερα γνωρίζουμε ότι το φως είναι ημιτονοειδής παλμική κίνηση που χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος αυτής.Το 1802 ο Βόλλαστον εξετάζοντας το ηλιακό φάσμα λεπτομερέστερα παρατήρησε πλήθος σκοτεινών παράλληλων ραβδώσεων. Το 1814 ο Ιωσήφ Φραουνχόφερ μελέτησε τις ραβδώσεις αυτές και σύγκρινε διάφορα φάσματα με του ηλιακού. Έκτοτε οι ραβδώσεις αυτές του ηλιακού φάσματος αναφέρονται ως ραβδώσεις Φραουνχόφερ. Μερικές εξ αυτών είναι λεπτότατες και άλλες εντονότερες, ενώ η όψη και η διάταξη αυτών είναι ανεξάρτητες της ύλης και της διαθλαστικής γωνίας του πρίσματος. Την εξήγηση των ραβδώσεων έδωσε το 1859 ο Κίρχοφ που διαπίστωσε πως αυτές οφείλονται στην ύπαρξη διάπυρων αερίων στοιχείων στον Ήλιο, όπως νατρίου, (ραβδώσεις D), καλίου (ραβδώσεις A-B), σιδήρου κ.λπ. Η διαπίστωση όμως αυτή ήταν αρκετή για την γένεση της φασματοσκοπικής χημικής ανάλυσης. Στη πράξη για να ληφθεί καθαρό ηλιακό φάσμα, χωρίς δηλαδή τα διάφορα χρώματα να επικάθονται το ένα του άλλου, αρκεί η παρεμβολή ενός συγκλίνοντος φακού μεταξύ σχισμής κατευθυντήρα και του πρίσματος του φασματοσκοπίου. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες φασματοσκοπίας: απορρόφησης, εκπομπής και σκέδασης.Ανάλογα με την ακτινοβολία παρατήρησης και τον τρόπο μέτρησης, υπάρχουν οι εξής μέθοδοι φασματοσκοπίας: Φθορισμού Ακτίνων Χ Φλογοφωτομετρία Ατομικής Εκπομπής Ατομικής Απορρόφησης Υπέρυθρη Πυρηνική μαγνητική φασματοσκοπία συντονισμού και άλλες. Φασματοσκοπία Ράμαν Φασματοφωτόμετρο Κατάλογος των πιο απομακρυσμένων αστρονομικών αντικειμένων