Спектроскопи́я — раздел физики , посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения . В более широком смысле — изучение спектров различных видов излучения. Одно из важнейших применений спектроскопии - определение элементного и/или молекулярного состава образца вещества. Методы спектроскопии используются также для исследования энергетической структуры атомов , молекул и макроскопических тел, образованных из них. Они применяются при изучении таких макроскопических свойств тел, как температура и плотность , а в аналитической химии — для обнаружения и определения веществ .

К преимуществам спектроскопии относится возможность диагностики in situ (в отдельных случаях), то есть непосредственно в «среде обитания» объекта, бесконтактно, дистанционно, без какой-либо специальной подготовки объекта. Поэтому она получила широкое развитие, например, в астрономии .

Задачи спектроскопии

Прямая задача спектроскопии — предсказание вида спектра вещества, исходя из знаний о его строении, составе и прочего.

Обратная задача спектроскопии — определение характеристик вещества (не являющихся непосредственно наблюдаемыми величинами) по свойствам его спектров (которые наблюдаются непосредственно и напрямую зависят как от определяемых характеристик, так и от внешних факторов).

Виды и методы спектроскопии

По объектам исследования обычно выделяют виды спектроскопии, каждый из которых использует набор методов:

• атомная спектроскопия — исследование энергетических переходов между состояниями электронов на атомных орбиталях
  • Атомно-абсорбционная спектроскопия
  • Атомно-эмиссионная спектроскопия
• — исследование энергетических переходов между электронными, колебательными и вращательными уровнями энергии молекул
  • Инфракрасная спектроскопия
  • Масс-спектрометрия
  • Мёссбауэровская спектроскопия
  • Микроволновая спектроскопия
  • Молекулярная электронная спектроскопия
  • Оптическая спектроскопия в видимом диапазоне длин волн
  • Рентгеновская спектроскопия
  • Ультрафиолетовая спектроскопия
  • Фотоэлектронная спектроскопия
  • Спектроскопия комбинационного рассеяния света
  • Электронный парамагнитный резонанс
  • Ядерный магнитный резонанс
• абсорбционная спектроскопия
  • Диодно-лазерная абсорбционная спектроскопия
  • Спектроскопия ядерного магнитного резонанса

Спектроскопия в астрономии

Спектроскопический анализ света Солнца и других звёзд показал, что небесные тела состоят из тех же элементов, что и земные. Однако гелий был впервые обнаружен при спектроскопическом исследовании солнечного света. Одна из спектральных линий солнечного излучения не могла быть идентифицирована в течение достаточного долгого времени, таким образом до нахождения гелия на Земле предполагалось, что на Солнце существует некий на тот момент неизвестный элемент.

К успехам спектроскопии в астрономии можно приписать:

• Экспериментальное доказательство существования эффекта Доплера для световых волн
• Определение температуры звёзд и их спектральных классов

Примечания

Литература

• Ельяшевич, М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. — М. : Наука, 1962. — 892 с.
• ред. Каммингс Г., Пайк Э. Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов. — М. : Мир, 1978. — 583 с.
• Малышев, В. И. Введение в экспериментальную спектроскопию. — М. : Наука, 1979. — 479 с.
• Райхбаум, Я. Д. , Сечкарев А. В. Спектроскопия и ее применение в геофизике и химии. — М. : Наука, 1975. — 386 с.

Ссылки

• Handbook of Vibrational Spectroscopy / John M. Chalmers ; Peter Griffiths. — New York : Wiley, 2006. — ISBN 978-0-471-98847-2 . — doi : .
• / Jerry Workman ; Art Springsteen. — Boston : Academic Press, 1998. — ISBN 978-0-08-052749-9 .
• Peter M. Skrabal. . — ETH Zurich : vdf Hochschulverlag AG, 2012. — ISBN 978-3-7281-3385-4 . — doi : .