اسپکتروفتومترSpectrophotometr

دستگاه طیف سنجی مرئی – فرابنفش (به انگلیسی UV – Visible) امروز بسیار فراگیر می‌باشد. این دستگاه دارای انواع مختلفی از بسیار ساده تا بسیار پیشرفته می‌باشد. مثلا دستگاههای بسیار پیچیده ی تشخیص طبی که در چند دقیقه خون را تجزیه می‌کنند، بر همین اساس می‌باشند. دستگاه از قسمتهای مختلف نوری و الکترونیکی تشکیل شده‌است. معمولا یک یا چند تکفامساز و منشور و آشکارساز دارد. در این دستگاه منبع تابش که میتواند لامپ تنگستن یا دوتریوم باشد، منبعی پیوسته از تابش را فراهم میکند. این منبع تابش توسط منوکروماتور تفکیک میشود و پهنه ی باریکی از طول موج توسط ابزارهای نوری به سل میرسد. سپس نور گذری توسط آینه متمرکز میشود و سرانجام در آشکارساز اندازه گیری میشود.

تقسیم بندی

۱ فوتومتر
در فوتومتر ابزاری برای تهیه طیف وجود ندارد و تنها در طول موج مشخصی کار میکند. این دستگاه میتواند از فیلتر نوری استفاده کند.

۲ اسپکترومتر
در این دستگاه امکان تهیه طیف و اندازه گیری جذب در طول موجهای مختلف وجود دارد. خود اسپکتروفوتومتر شامل انواع مختلفی است.

برای طول موجهای پایین از لامپ پرقدرت دوتریوم و برای طول موجهای بلندتر میتوان از لامپ ساده تنگستن استفاده کرد.

این چشمه ها برای اندازه گیهای مبتنی بر طیف فرابنففش دور (با طول موج کمتر از ۲۲۰ نانومتر) دارای کاربرد هستند و چشمه دارای پایداری و طول عمر بالایی می باشد. طیف و مشخصات این لامپ در زیر آمده است.

دتریوم لامپ

برای درک بهتر مسائل متن زیر را هم مطالعه کنید

در قسمتی از تابش الکترومغناطیسی که به نور معروف است، طول موج مشخص کننده‌ی رنگ تابش است. با تعیین رنگ، انرژی و طول موج می‌توان یک موج را نسبت به دیگر موج‌ها سنجید. به عنوان مثال طول موج‌های کوتاه در طیف مرئی( ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر) در ناحیه بین آبی و فوق بنفش قرار می‌گیرد در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موج‌های بلندتری می‌باشد. فاصله بین این قله‌های موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر (ده به توان منفی نه) یا میکرون (ده به توان منفی شش) قرار داده اند. تابش الکترومغناطیسی طیف طولانی از طول موج‌های بلند رادیویی تا طول موج‌های کوتاه پرتو ایکس را شامل می‌شود. چون شکل موج با سرعت ثابت c پیش می‌رود، فاصله یک طول موج را در زمان یک دوره تناوب طی می‌کند. هرموج علاوه بر طول موج دارای یک فرکانس میباشد که با واحدهایی مثل(hz،mhz،ghz،khz،thz)اندازه گیری میشود.
حاصلضرب اندازه طول هر موج در بسامد (فرکانس) آن برابر با مقداری ثابت است که «سرعت امواج الکترو مغناطیس » نامیده می شود. میزان این سرعت برای تمام امواج الکترو مغناطیس در خلاء تابع طول موج نیست و برابر با مقدار ثابتی است که سرعت نور نامیده میشود.

C=λ.ν یا f=c/λ که در آن c سرعت نور در خلا، f فرکانس و λ طول موج است.

بیشتر ما موجهای روی دریا را دیده‌ایم. این موجها بیش از آنکه به ساحل برسند، آب دریا را موج دار می‌کنند. به بالاترین نقطه‌های این موجها قله‌ی موج و به پایین‌ترین نقطه‌های آنها دره‌ی موج می‌گویند. فاصله بین یک قله موج تا قله‌ی دیگر را طول موج می‌نامند.

موجهای صدا همه شکلهای انرژی متحرک، از جمله صدا، نور و گرما بصورت موج حرکت می‌کنند. همه‌ی آنها، درست مانند موجهای دریا، طول موجی دارند. برای مثال، وقتی موجهای صدا در هوا حرکت می‌کنند، در فشار هوا تغییر اندکی بوجود می‌آورند. قله‌های موجهای صدا در نقطه هایی واقع می شوند که فشار هوا به بیشترین حد خود می‌رسد. گوشهای ما، تغییر فشار هوا را دریافت می‌کنند و پیامی به مغز می‌فرستند. طول موجهای متفاوت طول موج نیز مانند بسامد (میزان بالا و پایین رفتن موج)، روی ویژگیهایی موج تأثیر می‌گذارد؛ زیرا این دو باهم ارتباط نزدیک دارند. برای مثال، موجهای صدای کم بسامد نسبت به موجهای صدای پر بسامد، طول موج بزرگتری دارند. همچنین طول موج نور سرخ از طول موج نور آبی بزرگتر است. نور بخشی از گستره‌ی موجهای انرژی است که شامل موجهای رادیویی، ریزموجها (مایکروویوها)، پرتوهای فرو سرخ، پرتوهای فرابنفش، پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما می‌شود که همه‌ی آنها با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند. همه اینها باهم طیف الکترومغناطیس را تشکیل می‌دهند.

طول موج و بسامد اگر سرعت موج (بر حسب متر بر ثانیه) را بر بسامد آن (بر حسب هرتز) تقسیم کنید، طول موج آن بر حسب متر بدست می‌آید. برای مثال که به سرعت ۳۴۴ متر بر ثانیه حرکت می‌کند و بسامد آن ۶۸۸ هرتز است، طول موجی برابر ۵/۰ متر دارد. طیف الکترومغناطیسی طیف الکترومغناطیسی شامل گستره‌ی بسیار وسیعی از موجهای انرژی است که همه مانند هم حرکت می‌کنند. امواج الکترومغناطیسی طیف بسیار وسیعی از طول موجهای بسیار کوچک تا بسیار بزرگ را در بر می‌گیرند. این امواج را با توجه به اندازه طول موج به هفت دسته مختلف تقسیم‌بندی می‌کنند که شامل امواج گاما با طول موجهایی کوچکتر از سانتیمتر تا امواج رادیویی با طول موج بزرگتر از ۱۰ سانتیمتر را شامل می‌شوند. همانطور که در شکل بالا ملاحظه می‌شود محدوده امواج نوری که قابل دیدن توسط چشم انسان می‌باشند، محدوده بسیار کوچکی از این طیف گسترده است. با حرکت از سمت امواج رادیویی به سمت امواج گاما، همزمان با کاهش طول موج، فرکانس آن و در نتیجه انرژی موج افزایش می‌یابد. چون بخشهای گوناگون طیف، طول موجهای متفاوتی دارند، ویژگیهای آنها نیز متفاوت است. برای مثال موجهای نوری را می‌توانیم ببینیم، و پرتو ایکس بخشی از طیف است که از اجسام جامد، مانند پوست‌ها، عبور می‌کنند.

کاربرد امواج، طول موجهای متفاوت موجهای رادیویی در فرستنده‌های رادیویی کار می‌کنند. موجهای رادیویی با بسامد بسیار زیاد (UAF) مربوط به موجهای تلویزیون هستند. ریزموجهای بلندتر در رادار به کار می‌روند. ریزموجهای کوتاه در اجاق مایکروویو به کار می‌روند. پرتوهای فروسرخ در دوربینهای حساس به گرما به کار می‌روند. نور مرئی از سرخ تا بنفش برای رؤیت به رنگهای مختلف و پرتوهای فرابنفش در تختهای مخصوص حمام آفتاب به کار می‌روند. پرتوهای ایکس برای نگاه کردن به درون اجسام بکار می‌روند و از پرتوهای گاما برای آشکارسازی ترک در فلز به کار می‌رود. پلیس‌ها اغلب برای تشخیص سرعت خودروها از رادار استفاده می‌کنند. موجهای رادار که از تفنگی شلیک می‌شوند، به وسیله‌ی نقلیه‌ای که در حال حرکت است می‌خورند و بر می‌گردند. بسامد موج برگشتی سرعت وسیله‌ی نقلیه را مشخص می‌کند.