Procédés détection optique laser et spectroscopie laser

La spectrométrie de mobilité ionique, ou IMS, est un autre procédé non-optique. Dans IMS, une abrasion au laser tire d'abord la surface de particules d'un échantillon antérieur pour ioniser le matériau. Les ions créés par le bombardement de l'échantillon avec des lasers sont introduits dans un flux gazeux en mouvement rapide. Les scientifiques mesurent la vitesse des ions de passer à travers le courant de gaz, qui est affectée par la forme et la taille des ions.

L'analyse par des procédés de détection basés sur l'optique laser est connue comme la spectroscopie laser. Spectroscopie consiste à stimuler un échantillon, puis en analysant le spectre résultant - la plage de rayonnement électromagnétique émis ou absorbé. Spectroscopie est aussi vital comme un outil d'analyse qui devrait être observé de plus près. Sur la page suivante, nous allons apprendre quelques faits de base sur la spectroscopie de comprendre comment la signature électromagnétique de chaque élément peut fonctionner comme les empreintes digitales (en anglais).

Spectroscopie tire profit du fait que tous les atomes et les molécules absorbent et émettent de la lumière à certaines longueurs d'onde. Pour comprendre pourquoi, il est nécessaire de savoir comment les atomes sont structurés. Il peut être lu sur la structure atomique comment les atomes, mais un bref récapitulatif peut aider. En 1913, un scientifique danois nommé Niels Bohr a pris le modèle de l'atome proposé par Ernest Rutherford - un noyau dense entouré d'un nuage (en anglais) d'électrons - et a fait quelques petites améliorations que les données mieux encadrées obtenues à partir d'observations. Dans le modèle Bohr, les électrons autour du noyau sont sur des orbites différentes, un peu comme les planètes en orbite autour du soleil. En fait, l'image visuelle classique, nous avons des atomes, comme l'illustre cette page est basée sur concept de Bohr (scientifiques a fini par quitter quelques-unes des conclusions de Bohr, parmi eux que les électrons se déplacent autour du noyau dans un itinéraire fixe, et maintenant considérer que les électrons se rassemblent autour du noyau comme si elles étaient un nuage).

Dans l'atome de Bohr, un électron dans une certaine orbite est associé à une certaine quantité d'énergie. A la différence des planètes, dont les orbites sont fixes, les électrons peuvent sauter d'une orbite à. Un électron sur son orbite norme est dans un état neutre. Pour le déplacer vers une orbite plus éloignée du noyau, il a besoin d'absorber l'énergie. Lorsque cela se produit, les chimistes disent qu'il est dans un état excité. Électrons ne restent généralement pas dans un état excité indéfiniment. , Ils reviennent plutôt à l'état neutre, qui exige la libération de la même quantité d'énergie qui a permis à l'excitation initiale. Cette énergie prend la forme d'un photon - les plus petites particules de lumière -en longueur d'onde particulière, et que la longueur d'onde et la couleur sont associées, ont une couleur particulière.

Chaque élément du tableau périodique a un ensemble unique d'orbites Bohr qui ne sont pas partagées par tout autre élément. En d'autres termes, les électrons d'un élément existent dans des orbites légèrement différentes des électrons d'un autre élément. Parce que les structures internes des éléments sont uniques, ils émettent différentes longueurs d'onde de la lumière lorsque leurs électrons sont excités. En bref, chaque élément a une seule atomique « empreinte digitale » qui prend la forme d'un ensemble de longueurs d'onde ou du spectre.

William Wollaston et Joseph von Fraunhofer a développé le premier spectromètre pour étudier ces spectres d'empreintes digitales de chaque élément. Un spectromètre est un instrument qui diffuse la lumière à la fois et il affiche pour l'étude. La lumière entre par une fente étroite et passe à travers une lentille qui crée un faisceau de rayons parallèles. Les rayons passent à travers un prisme, qui plie la lumière. Chaque longueur d'onde de gain courbure différente, de sorte qu'une série de bandes de couleur est produite. Une seconde lentille focalise la lumière de l'amener à une fente de sortie, ce qui permet une couleur de la lumière de passer à la fois. Les scientifiques utilisent souvent un petit télescope monté sur une base pivotante, d'observer plus facilement la couleur qui sort par la fissure. En observant l'angle du prisme ou de la lunette, il devient possible de déterminer la longueur d'onde de la lumière qui quitte. L'utilisation d'un spectroscope pour analyser un échantillon peut prendre quelques minutes, mais peut révéler beaucoup sur la source lumineuse. Certains spectromètres, appelés spectrographes, peuvent photographier le spectre.