Спектроскопия — это раздел науки, занимающийся изучением взаимодействия между веществом и электромагнитным излучением, а также разработкой методов анализа вещества на основе его спектральных характеристик.
Физические основы
Метод базируется на фундаментальных принципах квантовой механики:
Атомы и молекулы могут существовать только в определенных энергетических состояниях
При переходе между уровнями происходит поглощение или испускание квантов электромагнитного излучения
Длина волны излучения строго соответствует разности энергий между уровнями
Классификация методов
По характеру взаимодействия:
Атомная спектроскопия — анализ элементного состава
Молекулярная спектроскопия — изучение молекулярной структуры
Электронная спектроскопия — исследование валентных электронов
По типу измеряемого сигнала:
Эмиссионная — регистрация испускаемого излучения
Абсорбционная — измерение поглощения излучения
Люминесценция — анализ вторичного свечения
Технологические реализации
ИК-Фурье спектроскопия — для анализа молекулярных колебаний
Спектроскопия комбинационного рассеяния — исследование вращательных уровней
Атомно-эмиссионная спектрометрия — элементный анализ с индуктивно-связанной плазмой
Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия — анализ электронной структуры
Практическое применение
Аналитическая химия — количественное и качественное определение веществ
Астрофизика — изучение состава звезд и межзвездной среды
Медицинская диагностика — неинвазивные методы анализа тканей
Материаловедение — контроль состава и структуры материалов
Экологический мониторинг — дистанционное определение загрязнений
Современные тенденции
Развитие методов характеризуется:
Повышением разрешающей способности и чувствительности
Миниатюризацией спектрометрического оборудования
Интеграцией с хемометрическими методами обработки данных
Разработкой методов одно молекулярной детекции
Спектроскопия остается одним из наиболее информативных и универсальных методов исследования вещества, находя применение как в фундаментальной науке, так и в прикладных областях.
