Ny spectrometer dia fitaovana ara-tsiansa, ampiasaina hamakafaka ny taratra elektromagnetika, afaka mampiseho ny taratra taratra ho toy ny spectrograph maneho ny fizarana ny hamafin'ny hazavana amin'ny halavan'ny onjam (y-axis ny hamafin'ny, x-axis ny halavan'ny onjam-peo. / matetika ny hazavana).Ny hazavana dia samy hafa sarahana amin'ny halavan'ny onjam-pamokarana ao anatin'ny spectrometer amin'ny alàlan'ny mpizara taratra, izay matetika prisma refractive na gratings diffraction Sary 1.
Sary 1. Karazan'ny takamoa sy tara-masoandro (ankavia), fitsipi-pizarana taratra amin'ny makarakara sy prisma (ankavanana)
Ny spectrometer dia manana anjara toerana lehibe amin'ny fandrefesana ny taratra optika midadasika, na amin'ny fandinihana mivantana ny spektrom-pamoahana avy amin'ny loharanon-jiro iray na amin'ny famakafakana ny tara-pahazavana, ny fisondrotana, ny fampitana, na ny fiparitahan'ny hazavana aorian'ny fifandraisany amin'ny fitaovana iray.Aorian'ny fifandraisana amin'ny hazavana sy ny zavatra, ny spectrum dia mahatsapa ny fiovan'ny spektral sasany na ny halavan'ny onjam-peo manokana, ary ny toetran'ny akora dia azo anadihadiana amin'ny qualitative na quantitatively araka ny fiovan'ny spectrum, toy ny fanadihadiana biolojika sy simika. ny firafitry ny ra sy ny vahaolana tsy fantatra, ary ny famakafakana ny molekiola, ny firafitry ny atomika ary ny firafitry ny singa amin'ny fitaovana Fig. 2.
Fig. 2 Infrarouge spectra absorption isan-karazany ny menaka
Noforonina tany am-boalohany ho an'ny fandalinana ny fizika, astronomia, simia, ny spectrometer dia iray amin'ireo fitaovana manan-danja indrindra amin'ny sehatra maro toy ny injeniera simika, famakafakana fitaovana, siansa astronomika, diagnostika ara-pitsaboana ary bio-sensing.Tamin'ny taonjato faha-17, Isaac Newton dia afaka nanasaraka ny hazavana ho tarika miloko mitohy amin'ny alalan'ny fampitaovana tara-pahazavana fotsy amin'ny prisma ary nampiasa ny teny hoe "Spectrum" voalohany mba hamaritana an'io vokatra io.
Fig. 3 Isaac Newton dia mandinika ny tara-masoandro amin'ny prisma.
Tany am-piandohan'ny taonjato faha-19, ny mpahay siansa alemà Joseph von Fraunhofer (Franchofer), miaraka amin'ny prisma, slits diffraction ary teleskaopy, dia nanamboatra spectrometer miaraka amin'ny fahitsiana sy fahitsiana avo lenta, izay nampiasaina handinihana ny habetsaky ny famoahana masoandro. Sambany no nahita fa tsy mitohy ny spectrum amin'ny loko fito amin'ny masoandro, fa misy tsipika maizina maromaro (mihoatra ny 600 andalana discrete), fantatra amin'ny anarana hoe "Frankenhofer line" malaza.Nomeny anarana hoe A, B, C…H ny tena miavaka indrindra amin'ireo andalana ireo ary nanisa tsipika 574 eo anelanelan'ny B sy H izay mifanandrify amin'ny fisondrotry ny singa samihafa amin'ny tara-masoandro. voalohany mampiasa ny diffraction grating mba hahazoana tsipika spectra sy ny kajy ny onjam-n'ny tsipika spectral.
Sary 4. Spectromètre tany am-boalohany, jerena miaraka amin'ny olombelona
Fig. 5 tsipika Fraun Whaffe (tsipika maizina amin'ny ribbon)
Fig. 6. Spectrum solar, miaraka amin'ny ampahany concave mifanitsy amin'ny tsipika Fraun Wolfel
Tamin'ny tapaky ny taonjato faha-19, ny mpahay fizika alemà Kirchhoff sy Bunsen, dia niara-niasa tao amin'ny Oniversiten'i Heidelberg, ary niaraka tamin'ny fitaovana lelafo vao noforonin'i Bunsen (ny fandoroana Bunsen) ary nanao ny famakafakana spectral voalohany tamin'ny fanamarihana ireo tsipika manokana momba ny simika samihafa. (sira) nafafy tao anaty aviavy fandoroana Bunsen.7. Nahatsapa ny fandinihan-tena momba ny singa izy ireo tamin'ny fandinihana ny spectra, ary tamin'ny 1860 dia namoaka ny fahitana ny spectra misy singa valo, ary namaritra ny fisian'ireo singa ireo ao anaty fitambarana voajanahary maromaro.Ny fikarohana nataon'izy ireo dia nitarika ny famoronana sampana manan-danja amin'ny simia analitika spectroscopy: famakafakana spectroscopy
Fig.7 Fihetsika lelafo
Tamin'ny taona 20 tamin'ny taonjato faha-20, ny mpahay fizika Indiana CV Raman dia nampiasa spektromètre mba hahitana ny fiantraikan'ny fiparitahan'ny hazavana sy ny molekiola amin'ny vahaolana organika.Nomarihiny fa ny hazavana mitranga dia miparitaka amin'ny angovo ambony sy ambany kokoa rehefa avy nifanerasera tamin'ny hazavana, izay antsoina hoe Raman scattering fig 8. Ny fiovan'ny angovo maivana dia mampiavaka ny microstructure ny molekiola, noho izany dia ampiasaina betsaka amin'ny fitaovana, fanafody, simika ny spektroskopika miparitaka Raman. ary indostria hafa hamantatra sy hamakafaka ny karazana molekiola sy ny firafitry ny akora.
Fig. 8 Miova ny angovo rehefa mifandray amin'ny molekiola ny hazavana
Tamin'ny taona 30 tamin'ny taonjato faha-20, ny mpahay siansa amerikana Dr. Beckman dia nanolo-kevitra voalohany ny handrefesana ny fisondrotry ny taratra ultraviolet amin'ny halavan'ny onjam-peo tsirairay mba hanoratana an-tsary ny spektrum fisoronana feno, amin'izany dia manambara ny karazana sy ny fitanan'ny simika ao anaty vahaolana.Ity làlam-pahazavana fampitaovana ity dia ahitana ny loharanom-pahazavana, spectrometer ary santionany.Ny ankamaroan'ny fandrafetana vahaolana amin'izao fotoana izao sy ny fisavana fifantohana dia mifototra amin'ity spektrum fanerena fampitana ity.Eto, ny loharanom-pahazavana dia zaraina amin'ny santionany ary ny prisma na ny makarakara dia nozahana mba hahazoana ny halavan'ny onjam-peo samihafa sary 9.
Fig.9 Fitsipika momba ny fitsirihana ny absorbans –
Tamin'ny taona 40 tamin'ny taonjato faha-20, dia noforonina ny spectrometer mivantana voalohany, ary sambany, ny fantsona photomultiplier PMTs sy ny fitaovana elektronika no nisolo ny fijerena maso na sarimihetsika sary, izay afaka namaky mivantana ny hamafin'ny spectral manohitra ny halavan'ny onjam-peo. 10. Noho izany, ny spectrometer amin'ny maha-fitaovana siantifika azy dia nohatsaraina be dia be amin'ny lafiny mora ampiasaina, fandrefesana fandrefesana ary fahatsapan-tena mandritra ny vanim-potoana.
Fig. 10 Photomultiplier tube
Tamin'ny tapaky ny taonjato faha-20, ny fivoaran'ny teknolojia spectrometer dia tsy afa-misaraka amin'ny fivoaran'ny fitaovana sy fitaovana semiconductor optoelectronic.Tamin'ny 1969, Willard Boyle sy George Smith avy ao amin'ny Bell Labs dia namorona CCD (Charge-Coupled Device), izay nohatsaraina sy novolavolaina ho fampiharana sary nataon'i Michael F. Tompsett tamin'ny taona 1970.Willard Boyle (ankavia), George Smith dia nandresy izay nahazo ny loka Nobel noho ny famoronana ny CCD (2009) aseho sary 11. Tamin'ny 1980, Nobukazu Teranishi avy amin'ny NEC any Japon dia namorona photodiode raikitra, izay nanatsara be ny sary tabataba ratio sy fanapahan-kevitra.Taty aoriana, tamin'ny 1995, Eric Fossum avy amin'ny NASA dia nanamboatra ny CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor, izay mandany hery in-100 heny noho ny sensor sary CCD mitovy ary manana vidiny ambany kokoa amin'ny famokarana.
Sary 11 Willard Boyle (ankavia), George Smith sy ny CCD (1974)
Amin'ny fiafaran'ny taonjato faha-20, ny fanatsarana mitohy ny fanodinana chip optoelectronic semiconductor sy ny teknolojia famokarana, indrindra amin'ny fampiharana ny array CCD sy CMOS amin'ny spectrometers Fig. 12, dia lasa azo atao ny mahazo spektra feno amin'ny alàlan'ny fampiratiana tokana.Rehefa nandeha ny fotoana, ny spectrometers dia nahita fampiasa be dia be tamin'ny fampiharana isan-karazany, anisan'izany fa tsy voafetra amin'ny fandrefesana / fandrefesana loko, famakafakana ny halavan'ny onjam-pandrefesana, ary spectroscopy fluorescence, fanasokajiana LED, fitaovana fandrefesana sy jiro, spectroscopy fluorescence, spectroscopy Raman, sy ny maro hafa. .
Fig. 12 Chips CCD isan-karazany
Tamin'ny taonjato faha-21, ny famolavolana sy ny teknolojia famokarana karazana spectrometers isan-karazany dia efa matotra sy nitoetra tsikelikely.Miaraka amin'ny fitomboan'ny fangatahana spectrometer amin'ny lafiny rehetra amin'ny fiainana, ny fivoaran'ny spectrometer dia lasa haingana kokoa sy manokana ho an'ny indostria.Ho fanampin'ny mari-pamantarana mari-pamantarana optika mahazatra, ny indostria isan-karazany dia nanamboatra ny fepetra takian'ny haben'ny boky, ny fiasan'ny rindrambaiko, ny fifandraisana amin'ny fifandraisana, ny hafainganam-pandehan'ny valiny, ny fahamarinan-toerana, ary na dia ny vidin'ny spectrometer aza, mahatonga ny fivoaran'ny spectrometer ho lasa isan-karazany kokoa.
Fotoana fandefasana: Nov-28-2023