Un spectromètre optique et des instruments scientifiques

Un Système de mesure optique Le spectromètre (spectrophotomètre, spectromètre ou spectroscope) est un instrument utilisé pour mesurer les propriétés de la lumière dans des parties spécifiques du spectre électromagnétique, souvent utilisées dans l'analyse spectrale pour identifier les matériaux. La variable mesurée est généralement légère, par exemple, mais peut également être l'état de polarisation. La variable indépendante est généralement la longueur d'onde de la lumière ou une unité proportionnelle à l'énergie des photons, comme la réciproque des centimètres ou des volts électroniques, qui sont réciproques à la longueur d'onde.Les spectromètres sont utilisés dans la spectroscopie pour générer des lignes spectrales et mesurer leur longueur d'onde et leur intensité. Spectromètres peuvent fonctionner sur une large gamme de longueurs d'onde non optiques, des rayons gamma et Une échelle absolue plutôt qu'une échelle relative, elle est souvent appelée spectrophotomètre. La plupart des spectrophotomètres sont utilisés dans la région spectrale près du spectre visible.En règle générale, tout instrument donné fonctionnera sur une petite fraction de cette plage globale en raison des différentes techniques utilisées pour mesurer différentes parties du spectre. Les fréquences optiques de l'adhésion (c'est-à-dire la micro-falsification et les radiofréquences), l'analyseur de spectre est un dispositif électronique étroitement lié.Les spectromètres sont utilisés dans de nombreux domaines. Par exemple, ils sont utilisés en astronomie pour analyser le rayonnement à partir d'objets et déduire leur composition chimique. Les spécifications utilisent des prismes ou des réseaux pour étaler la lumière dans un spectre. Les lignes sont nommées d'après les éléments qui les génèrent, tels que les lignes hydrogène α, β et γ. Les lignes peuvent également identifier les composés.

Spectroscopes

Les spectroscopes sont couramment utilisés dans l'astronomie et certaines branches de la chimie. Les piles de faisceaux étaient simplement des prismes avec des graduations marquant les longueurs d'onde de la lumière. ont montré une dépendance croissante à l'égard des algorithmes de calcul dans une gamme de spectromètres miniaturisés sans réseaux de diffraction, par exemple en utilisant des réseaux de filtres à points quantiques sur des puces CCD ou sur des nanostructures individuelles, une série de photodétecteurs réalisés.En combinant des prismes, des fentes et des télescopes diffractifs, Joseph von Fraunhofer a développé le premier spectroscope moderne, qui a augmenté la résolution spectrale et a été reproductible dans d'autres laboratoires. Les spectromètres de l'analyse chimique et ont utilisé cette méthode pour découvrir le césium et le rubidium.Kirchhoff et l'analyse de Bunsen ont également permis une interprétation chimique des spectres stellaires, y compris des lignées de Fraunhofer.Lorsqu'un matériau est chauffé à un état à incandescence, il émet une lumière caractéristique de la composition atomique du matériau. Les fréquences lumineuses spécifiques produisent des bandes distinctes sur l'échelle, qui peuvent être considérées comme des empreintes digitales. Par exemple, l'élément sodium a un très caractéristique Double bande jaune à 588,9950 et 589,5924 nanomètres, appelée la ligne de sodium D, une couleur familière à tous ceux qui ont vu une lampe à vapeur de sodium basse pression.Dans la conception d'origine de la poutre à la conception au début des années 1800, la lumière est entrée dans une fente et une lentille de collimation a converti la lumière en une fine poutre de rayons parallèles. La lumière est ensuite passé à travers un prisme (dans le cas d'un éclipseur de faisceau portable, généralement un prisme amici) qui réfracte le faisceau en spectre, car différentes longueurs d'onde sont réfractées différentes quantités en raison de la dispersion. Cette image est ensuite vue à travers un tube avec un tube avec un tube avec un tube avec un tube avec Une échelle transposée sur l'image spectrale, permettant des mesures directes de celui-ci.Avec le développement du film photographique est venu des spectrographes plus précis. L'analyse spectrale en temps réel. Des réseaux de photocapteurs sont également utilisés pour remplacer le film dans des systèmes spectroscopiques. Ce type d'analyse spectrale, ou spectroscopie, est devenu un outil scientifique important pour analyser la composition de la matière inconnue, étudiant les phénomènes astronomiques et tester les théories astronomiques.Dans les spectromètres modernes dans la plage spectrale ultraviolette, visible et proche infrarouge, le spectre est généralement donné en termes de nombre de photons par unité de longueur d'onde (nm ou μm), nombre d'ondes (μm - 1, cm - 1), fréquence (THz) , ou énergie (eV), l'unité est exprimée sur l'abscisse. Dans de nombreux cas, le spectre est affiché avec des unités implicites (telles que "Numbers Counts " par canal par spectre).

Exemples d'instruments scientifiques

• Accéléromètre, physique, accélération

• AMMETER, électrique, ampérage, courant

• Anémomètre, vitesse du vent

• Étriers, distances

• Calorimètre, chaleur

• Séquenceur d'ADN, biologie moléculaire

• Dynamomètre, couple / force

• Électromètre, charge, différence de potentiel

• Électroscope, charge électrique

• Analyseur électrostatique, énergie cinétique des particules chargées

• Ellipsomètre, indice de réfraction optique

• Eudiomètre, volume de gaz

• Gravimètre, gravité

• Hydromètre

• Inclinomètre, pente

• Interféromètres, optique, spectroscopie infrarouge

• Pincettes magnétiques, manipulation biomoléculaire

• MAgnetogramme, champ magnétique

• Magnétomètre, flux magnétique

• Manomètre, pression barométrique

• Spectrométrie de masse, identification / caractérisation des composés

• Micromètre, distance

• Microscope, grossissement optique

• Spectroscopie RMN, identification des composés, imagerie diagnostique médicale

• Ohmmètre, résistance / impédance

• Pincettes optiques, manipulation à l'échelle nanométrique

• Oscilloscope, tension du signal électrique, amplitude, longueur d'onde, fréquence, forme / motif de forme d'onde

• Sismographe, accélération

• Spectrogramme, fréquence sonore, longueur d'onde, amplitude

• Spectromètre, fréquence optique, longueur d'onde, amplitude

• Télescopes, grossissement de la lumière (astronomie)

• Thermomètre, mesure de la température

• Théodolite, angles, mesures

• Thermocouples, température

• Voltmètre, tension.