Спектрометр — это прибор, предназначенный для анализа состава вещества путём измерения спектра электромагнитного излучения. Он широко применяется в физике, химии, астрономии, медицине, металлургии и экологическом мониторинге. Основная задача спектрометра — определить, какие элементы или соединения присутствуют в образце, и в каком количестве, по характеру излучения или поглощения света.
Принцип работы спектрометра основан на том, что каждое вещество взаимодействует с электромагнитным излучением уникальным образом. Когда свет проходит через образец или испускается им, его спектральный состав изменяется. Эти изменения фиксируются спектрометром, анализируются и представляются в виде спектра — графика, отображающего интенсивность излучения в зависимости от длины волны.
Процесс измерения начинается с источника света (если речь о спектрофотометрии), или с регистрации излучения самого вещества (в случае эмиссионных спектрометров, например, в ICP или АЭС). Затем свет проходит через оптическую систему, включающую щель, линзы и дифракционную решётку или призму. Эти элементы разлагают излучение на спектральные компоненты, как при прохождении света через призму — он распадается на радугу.
Далее разложенный по длинам волн свет попадает на детектор — фотодиоды, ПЗС-матрицу (CCD) или фотомножитель. Детектор измеряет интенсивность света на разных длинах волн и преобразует её в электрические сигналы. Эти сигналы поступают на управляющий блок, где происходит обработка и визуализация спектра.
Существуют разные типы спектрометров:
Атомно-абсорбционные — измеряют поглощение света атомами.
Эмиссионные (оптические) — фиксируют свет, испускаемый веществом.
Масс-спектрометры — определяют массу ионов, а не оптический спектр.
ИК- и УФ-спектрометры — используют инфракрасный или ультрафиолетовый диапазон.
Спектрометр позволяет «увидеть» химический состав вещества без его разрушения, быстро и с высокой точностью. Это делает его незаменимым инструментом в научных исследованиях и контроле качества в промышленности.
