Spektroskopie (oderSpektrometrie) ass eng Grupp vu physikalesche Methoden, an deenen engStralung no enger bestëmmter Eegenschaft wéi Energie, Wellelängt, Mass a.s.w.zerluecht gëtt. Déi observéiert Intensitéitsverdeelung gëttSpektrum genannt. Instrumenter, déi opzeechnen heeschenSpektrometer. Fir d'visuell Observatioun vum Spektrum vuvisuellem Liicht, déi demIsaac Newton fir d'éischt gelonge war, déngenSpektroskope.
Weist e Spektrum schaarf a vunenee getrennt Intensitéitsmaxima, gëtt et allgemeng alsLinnespektrum bezeechent, am anere Fall als kontinuéierleche Spektrum. Dacks si Spektren aus dëse béide Grondtyppe gemëscht.
Beispillsweis ass d'Energie- oder Wellelängespektrum vun derWäermestralung vum kontinuierlechen Typ mat engem breede Maximum, un deem senger Lag een d'Temperatur vum stralenden Kierper ofliese kann. Dogéint weist dat vun Atome fortgeschéckt oder absorbéiert Liicht e Linnespektrum, un deem een déicheemesch Elementer, zu deenen d'Atome gehéieren, eendeiteg identifizéiere kann (Spektralanalys nomKirchhoff anBunsen,1859). Analog weisen d'Molekülle vun enger cheemescher Verbindung bei Ënnersich mat engemMassespektrometer eng charakteristesch Verdeelung vun de Brochstéckmasse. Déi béid leschtgenannt spektroskopesch Methode weisen héich Empfindlechkeet a ginn dofir bei cheemeschen Analyse routineméisseg zum Nowäis vu Zousätz friemer Stoffer a klengster Konzentratioun agesat.
Spektroskopesch Observatioune vun de Linnespektre vun den Atomer a Moleküllen hunn entscheedend Impulse fir d'Entwécklung vun derAtomphysik an derQuantemechanik ginn. Déi héich Prezisioun, mat där vill hirerSpektrallinne gemooss könne ginn, erlaabt ë.a. déi genee Iwwerpréiwung vuNaturgesetzer, d'Bestëmmung vunNaturkonstanten an d'Definitioun vun denBasiseenheetenMeter aSekonn.
Spektrum vun enger Nidderdrock-Quecksëlwerdampluut, opgeholl mat engem 256-Pixel-Zeilesensor respektiv mat enger Kamera
ESpektrum am Sënn vun dësem Artikel ass d'Opdroung vun engerspektraler Leeschtungsdicht iwwer enger Energieskala (Frequenz,Wellenzuel) respektiv enger reziproker Energieskala. Den Zesummenhank tëscht der Frequenz vun enger elektromagnéitescher Well an der Energie vun de Liichtquanten ass dobäi ginn duerch
Grondlag fir Verstoe vu Spektren (ouni op den eigentlecht formal korrektenOrbitalmodell zeréckzegräifen) ass denAtommodell vum Bohr. Mat dësem kann een d'Absorptioun anEmissioun vuPhotonen duerch Iwwergäng tëscht verschiddenenEnergieniveaue vun engem Atom erklären. Déi absorbéiert respektiv emittéiert Energie ass dobäi duerch den ufänglechen Energieniveau an dem Enn-Energieniveau festgeluecht. An derQuantemechanik bezeechent een dësen Energieniveau alsZoustand.
Dobäi gëllt:
Ass, d'Differenz also positiv, sou handelt et sech bei dësem Beispill ëm Emissioun, bei negative Virzeechen, also dann ëm Absorptioun.
Strukturen am Spektrum ginn Hiweiser dorop, wéi eng Energiebeträg eng Substanz ophuelen (absorbéiere) oder ofginn (emittéiere) kann.
D'Ënnersich vun der Liichtemissioun respektiv -absorptioun vu Molekülle am Atome mat Hëllef vu Gitter- a Prismespektrometer sinn déi eelst spektroskopesch Methode. Si ginn dofir och als klassesch Spektroskopie bezeechent. Vill vun de grondléenden Ënnersich iwwer den Opbau vum Atom goufen eréischt duerch d'Entwécklung an d'Uwendung vun héichopléisende Gitter- a Prismespektrometer méiglech.
D'Andeelung vun de ville spektroskopesche Methoden ass villfälteg a an der Literatur net ëmmer eenheetlech. Allgemeng ënnerscheet een ufanks tëscht Methode vun derAtom- an derMoleküllspektroskopie.D'Atomspektroskopie faasst spektroskopesch Methode, déi op Emissiouns-, Absorptiouns- oder Fluoreszenzvirgäng bei Atome zeréckginn a fir d'Bestëmmung vucheemeschen Elementer agesat ginn. Déi observéiert Spektre sinn am AllgemengeLinnespektren. Déi moleküllspektroskopesch Methode baséieren dogéint op d'Ureegung an Auswäertung vu Rotatiouns-, Schwéngungs- an Elektronenzoustänn an de Moleküllen. Duerch d'Iwwerlagerung vun Eenzelzoustänn ginn dobäi keng Linnespektre mä sougenanntBännerspektren observéiert.
Molekülspektroskopie – Miessunge vun den Eegenschafte vun eenzele Moleküllen, virun allem den Valenzelektronen-Energieniveauen an derMoleküllschwéngungen a -rotatiounen
D'Spektralanalys vumSonneliicht an anere Stäre hu fir d'éischt gewisen, datt d'Himmelskierper aus de selwechten Elemente bestinn wéi d'Äerd. Allerdéngs gouf d'ElementHelium fir d'éischt duerch spektroskopesch Ënnersich vum Sonneliicht identifizéiert. Eng vun de Spektrallinne am Sonnespektrum konnt joerzéngtelaang kenger bekanntener Substanz zougeuerdert ginn, sou datt bis zum Nowäis vum ierdesche Virkommen ugeholl gouf, datt op der Sonn en onbekannt Element existéiere misst.
Weider klassesch Erfolleg vun der astronomescher Spektralanalys sinn:
(en) Peter F. Bernath:Spectra of Atoms and Molecules. 2. Oplo. Oxford University Press, Oxford2005,ISBN 0-19-517759-2.
(en) Wolfgang Demtröder:Atoms, Molecules and Photons. Springer, Berlin2005,ISBN 3-540-20631-0.
(en) Jack D. Graybeal:Molecular Spectroscopy. McGraw-Hill Education, New York NY u.a.1988,ISBN 0-07-024391-3.
(en) J. Michael Hollas:Modern Spectroscopy. 4. Oplo. John Wiley & Sons, Chichester2003,ISBN 0-470-84416-7.
(en)E. Bright Wilson Jr., J. C. Decius, Paul C. Cross:Molecular Vibrations – The Theory of Infrared and Raman Vibrational Spectra. Dover Publications, New York NY1980,ISBN 0-486-63941-X.
(en) Gordon G. Hammes:Spectroscopy for the biological sciences. Wiley-Interscience, Hoboken NJ2005,ISBN 0-471-71344-9.
