ספקטרוסקופיה – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
MordechaiLando (שיחה | תרומות)
תמונה
MordechaiLando (שיחה | תרומות)
מ הגהה
שורה 5:
המכשיר המשמש לספקטרוסקופיה קרוי [[ספקטרוסקופ|ספקטרומטר]], ויש סוגים שונים של ספקטרומטרים שההבדלים ביניהם גדולים ולכל אחד שם המייחד אותו. משותף למכשירי ספקטרוסקופיה רבים הוא שלב הפרדה בין הקרינה הנבדקת לבין הקרינה הנפלטת מהמערכת והפרדת הקרינה הנפלטת לרכיביה. הפרדה זו מתבצעת למשל על ידי סינון [[אורך גל]] מסוים על ידי מערך של סריגים, ע"י '''מונוכרומטור''' או ע"י הפרדה מרחבית על פריזמה או אלמנט הולוגרפי.
 
בספקטרוסקופיית פליטה, המודגמת בתמונה, הספקטרומטר מפריד לאורכי גל את הקרינה הנפלטת על ידי חומר מעורר שמתרחשים בו מעברי אנרגיה, כאשר בכל מעבר [[אטום]] או [[מולקולה]] עוברים מרמת אנרגיה גבוהה <math>E_1</math> לרמה נמוכה יותר באנרגיה <math>E_2</math> ופולטים את האנרגיה העודפת בצורה של פוטון. בספקטרוסקופיית בליעה, בודקים איזה אורכי גל בולע תווך מסוים. לשם כך מאירים את התווך במקור אור עם טווח אורכי גל רחב, מציבים אחרי התווך את הספקטרומטר ובודקים את ספקטרום האור העובר, בהשוואה לספקטרום ללא התווך הבולע. לחילופין, משתמשים במקור אור מונוכרומטי הסורק תחום רחב של אורכי גל. האנרגיה <math>h\nu</math> של הפוטון הנפלט או הנבלע ניתנת על ידי תנאי בוהר לתדירות, <math>h\nu=|E_1-E_2|</math> כאשר אורך הגל λ נתון ע"י λ = c/νѵ.
 
==בכימיה==
שורה 13:
תהליך זה מתרחש ב[[מכשיר]] [[אלקטרוניקה|אלקטרוני]] סגור, האטום ל[[אור]] המגיע מהסביבה, אשר עלול לשבש את התוצאות (כיוון שאור מהווה אף הוא סוג של קרינה אלקטרומגנטית). מכשירים ספקטרומטריים עדינים ויקרים מאוד.
 
החומרים הנבדקים הם בדרך כלל [[נוזלים]], או שהם [[תמיסה|מומסים]] בנוזל. את החומר הנבדק מוזגים למכללתיבה מלבני קטןקטנה (קיוֵוטָה; באנגלית: Cuvette), שמידותיושמידותיה נעות סביב 1X1X3 ס"מ. הקיווטההתיבה עשויה לעיתים [[קוורץ]], [[KBr]] או [[פלסטיק]] שקוף, המאפשרים מעבר בלתי-מופרע של הקרינה הנבדקת דרך דפנות הקיווטההתיבה (חומרים שונים בולעים אורכי גל שונים). לעיתים הקיווטההתיבה אטומה לגמרי, כשרק חור שקוף קטנטן מאפשר את מעבר הקרינה. את הקיווטההתיבה מניחים במקום המיועד במיוחד לכך במכשיר.
 
==בפיזיקה==
ספקטרוסקופית בליעה - אפיון על ידי [[בליעת אור]] בחומר - מחולקת בדרך כלל לשני תחומים עיקריים: נראה ואולטרא-סגול, ואינפרא אדום.
 
ספקטרוסקופית פליטה - מבוססת בדרך כלל[[פלואורסצנציה]], עלהתפרקות חשמלית של גזים, [[פלואורסצנציה:en:Laser-induced_breakdown_spectroscopy|התפרקות מושרית על ידי לייזר]], ועוד.
 
ספטרוסקופית פיזור - שיטות אלו הן בדרך כלל שיטות המבוססות על אינטראקציה לא-ליניארית בין אור לחומר, למשל [[פיזור רמאן]] או תופעות של FOUR WAVE MIXING. ניתן גם להסתכל על אפיון חומר בעזרת מקדמי השבירה באורכי גל שונים כעל ספטרוסקופית פיזור המאפיינת את האינטראקציה הליניארית בין אור לחומר.
שורה 26:
 
* '''נוכחות [[מיקרואורגניזם|מיקרואורגניזמים]]''' ([[חיידקים]] בעיקר) ב[[תמיסה]]. [[חיידקים]] גורמים לעכירות בתמיסה, אותה ניתן למדוד בצורה מדויקת בעזרת הספקטרומטר ולחשב בצורה מדויקת למדי את ריכוז החיידקים בתמיסה. גם חיידקים [[מוות|מתים]] גורמים לעכירות; לעומת זאת, חיידקים מתים ש[[דופן התא]] שלהם התפרק אינם גורמים לעכירות. בעובדה זו משתמשים לעיתים קרובות בבדיקת ההשפעה של [[אנטיביוטיקה]] על חיידקים, שכן סוגים רבים של אנטיביוטיקה גורמים לפירוק דופן התא.
**מחקרים מהשנים האחרונות מאפשרים להתשמשלהשתמש בטכניקות כמו [[פיזור רמאן|ספקטרוסקופיית רמאן]] [[פלואורסצנציה|ופלואורסצנציה]] לזיהוי ואפיון של חיידקים ספציפיים בתמיסות ואף בסביבה<ref>{{צ-מאמר|שם=Quantification of bacteria in water using PLS analysis of emission spectra of fluorescence and excitation-emission matrices|קישור=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135419309716|כתב עת=Water Research|שנת הוצאה=2020-02-01|עמ=115197|כרך=169|doi=10.1016/j.watres.2019.115197|מחבר=Amir Nakar, Ze’ev Schmilovitch, Dalit Vaizel-Ohayon, Yulia Kroupitski}}</ref><ref>{{צ-מאמר|שם=Cultivation-Free Raman Spectroscopic Investigations of Bacteria|קישור=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28188076|כתב עת=Trends in Microbiology|שנת הוצאה=05 2017|עמ=413–424|כרך=25|doi=10.1016/j.tim.2017.01.002|מחבר=Björn Lorenz, Christina Wichmann, Stephan Stöckel, Petra Rösch}}</ref><ref>{{צ-מאמר|שם=Fluorescence spectroscopy for wastewater monitoring: A review|קישור=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135416301488|כתב עת=Water Research|שנת הוצאה=2016-05-15|עמ=205–219|כרך=95|doi=10.1016/j.watres.2016.03.021|מחבר=Elfrida M. Carstea, John Bridgeman, Andy Baker, Darren M. Reynolds}}</ref>.
 
* '''פעילות [[אנזים|אנזימטית]]'''. כשאנזים מזרז [[תגובה כימית]] שבסופה נוצר חומר מסוים הגורם לעכירות או לשינוי [[צבע]] או כושר הספיגה של התמיסה, ניתן למדוד זאת בצורה מדויקת בעזרת הספקטרומטר. בדרך-כלל מבוצעת מדידה כל פרק [[זמן]] מסוים ([[דקה]], למשל); השינוי בעכירות כנגד הזמן נרשם על גרף, וממנו ניתן להסיק נתונים על אופי פעילות האנזים.