Czym jest spektometr i do czego służy?

Spektrometr to specjalne urządzenie służące do badania substancji w różnym stanie skupienia przy pomocy widma mas atomów oraz cząsteczek, z których składa się dana substancja. Urządzenie to wykorzystuje się w wielu dziedzinach nauki, np. chemii, fizyce, medycynie, ale także technice, biologii molekularnej oraz ochronie środowiska.

 

Co to jest spektrometr? Jak działa?

 

Na budowę spektrometru składają się elektromagnes, komora próżniowa, detektor, rejestrator widna oraz układ regulacji. Badane światło trafia do rury kolimatora przez szczelinę, jej szerokość może być regulowana. Szczelina ta znajduje się w ognisku soczewki i usytuowana jest na końcu kolimatora. Wiązka rozbieżna, po przejściu przez soczewkę, zamienia się w wiązkę o promieniach równoległych. Po ugięciu na siatce dyfrakcyjnej lub po załamaniu w pryzmacie przechodzi do lunety. Obiektyw lunety wytwarza wówczas w swoim ognisku dokładny obraz szczeliny. Możemy go oglądać przez okular. Wskaźnik, który ma kształt pionowej rysy, znajduje się w ognisku obiektywu. Służy on do nastawienia lunety na wybraną linię widmową.

 

Do czego służy spektrometr?

 

Jest to urządzenie używane w wielu sytuacjach. Jego działanie umożliwia wykonanie badań różnych substancji w każdym stanie skupienia. Najczęściej wykorzystuje się go w laboratoriach naukowych, w których pomaga on m.in. w identyfikacji dioksyn oraz materiałów biologicznych. Co więcej, pozwala on także na analizę metali, a w badaniach farmaceutycznych na identyfikację związków chemicznych, a także ustalenie ich składu pierwiastkowego. Ponadto, pomaga w diagnozowaniu wielu schorzeń i chorób, np. nowotworów, miażdżycy, choroby Parkinsona, Alzheimera, a także osteoporozy.

 

Rodzaje spektrometrów

 

Wyróżniamy kilka głównych rodzajów spektrometrów.

• Spektrometr iskrowy. Daje on precyzyjne wyniki analiz zarówno materiałów wysoko stopowych (np. mosiądz, brąz, stal nierdzewna), jak i śladowych ilości pierwiastków, które występują w czystych stopach (np. analiza zanieczyszczeń w aluminium). Jego główną zaletą jest dokładna analiza pierwiastków lekkich, np. fosforu, węgla, boru oraz siarki.
• Spektrometry rentgenowskie. Wykorzystują one metodę fluorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii. Określa się je Spektrometrami rentgenowskimi lub fluorescencyjnymi. Ich głównym zadaniem jest przeprowadzenie dokładnej analizy składu substancji, które występują zarówno jako roztwór, proszek oraz materiał jednolity.
• Spektrometr optyczny. Zasada jego działania opiera się na wytworzeniu widma tak, aby światło o zróżnicowanej długości fal kierowane było pod różnym kątem lub dzięki wykorzystaniu różnicy długości dróg optycznych ugiętych i interferujących ze sobą promieni. Urządzenia te dzieli się na spektrometry filtracyjne oraz fourierowskie. W skład wchodzą: obiektyw, kolimator, element dyspersyjny, element rejestracji widma oraz obiektyw kamery rejestrującej. To, co cechuje spektrometr optyczny to dyspersja kątowa i liniowa, ich zakres oraz zdolność rozdzielcza. Inne modele to również:

 

• spektrometr beta,
• spektrometr alfa,
• spektrometr gamma,
• spektrometr masowy,
• spektrometr ciekłoscyntylacyjny,
• spektrometr par,
• spektrometr neutronów,
• spektrometr rezonansu magnetycznego,
• spektrometr do stali,
• spektrometry do złota,
• spektrometr do metali,
• spektrometr emisyjny.

 

Spektrometry w laboratoriach

 

Wśród modeli spektrometrów o naprawdę szerokim zastosowaniu, należy wyróżnić te urządzenia, które wykorzystuje się w laboratoriach chemicznych oraz diagnostycznych. W takich miejscach najczęściej wykorzystywany jest spektrometr tak zwany „FT-NIR”, czyli działający na bliską podczerwień. Jest to specjalistyczny rodzaj, który analizuje obraz widma światłą podczerwonego, które odbija się od próbki. Co więcej, w przypadku takich modeli urządzeń, próbka nie musi być wcześniej specjalnie przygotowywana. Analizę widma wykonuje zaawansowany system komputerowy, bezpośrednio na próbce badanej. Są to niezwykle szybkie badania oraz identyfikacja, nieprowadzące do zniszczenia badanego materiału. Doskonałej jakości urządzenia odnajdziesz na stronie ita-polska.com.pl, a konkretniej pod następującym adresem: https://www.ita-polska.com.pl/spektrometry.