1。光とエネルギーレベル:
* 原子: 原子は、核(陽子と中性子)と核を周回する電子で構成されています。電子は特定のエネルギーレベルを占めます。
* 吸収と放出: 原子が(光からのように)エネルギーを吸収すると、その電子はより高いエネルギーレベルにジャンプします。電子が元のレベルに戻ると、エネルギーを光として放出します。このライトは、レベル間のエネルギー差に対応する特定の波長(色)を持っています。
2。分光法と「指紋」:
* 分光法: この手法は、光と物質との相互作用を研究しています。サンプルを通して光線(通常は広いスペクトル)を照らし、通過または放出される光を分析することが含まれます。
* 一意のスペクトル: 各要素には一意のエネルギーレベルがあり、光吸収と放射の特定のパターンにつながります。このパターンは、そのスペクトルと呼ばれます 。
* 要素の識別: 観測されたサンプルのスペクトルを要素の既知のスペクトルと比較することにより、科学者はサンプルに存在する要素を特定できます。
3。分光法の種類:
* 原子放出分光法(AES): この方法は、励起された原子によって放出される光を分析し、存在する要素を明らかにします。
* 原子吸光分光法(AAS): この手法は、原子によって吸収される光を測定し、吸収パターンに基づいて要素を識別します。
* 赤外線分光法(IR): この方法では、赤外線を使用して分子の振動を分析し、分子内の官能基と結合に関する情報を提供します。
* 核磁気共鳴(NMR): この手法は、磁場を使用して原子の核を分析し、分子内の構造と結合に関する情報を提供します。
要約:
分光法は、各要素が光と相互作用するユニークな方法を持ち、科学者が吸収または放射する光を分析することにより、サンプルに存在する要素を特定できるという事実を利用します。この強力な手法は、化学、物理学、天文学、物質科学など、さまざまな分野で重要な役割を果たしています。