Método de análise espectral.  Análise espectral de sinais

Método de análise espectral. Análise espectral de sinais

Você já se perguntou como sabemos sobre as propriedades de corpos celestes distantes?

Certamente você sabe que devemos esse conhecimento à análise espectral. No entanto, muitas vezes subestimamos a contribuição desse método para o próprio entendimento. Aparições análise espectral derrubou muitos paradigmas estabelecidos sobre a estrutura e as propriedades do nosso mundo.

Graças à análise espectral, temos uma ideia da escala e grandeza do cosmos. Graças a ele, deixamos de limitar o Universo à Via Láctea. A análise espectral revelou-nos uma grande variedade de estrelas, contou-nos sobre o seu nascimento, evolução e morte. Este método é a base de quase todas as descobertas astronômicas modernas e até futuras.

Aprenda sobre o inatingível

Dois séculos atrás, era geralmente aceito que a composição química dos planetas e estrelas permaneceria para sempre um mistério para nós. De fato, na visão daqueles anos, os objetos espaciais sempre permanecerão inacessíveis para nós. Consequentemente, nunca obteremos uma amostra de teste de nenhuma estrela ou planeta e nunca saberemos sobre sua composição. A descoberta da análise espectral refutou completamente esse equívoco.

A análise espectral permite que você aprenda remotamente sobre muitas propriedades de objetos distantes. Naturalmente, sem esse método, a astronomia prática moderna simplesmente não tem sentido.

Linhas no arco-íris

Linhas escuras no espectro do Sol foram notadas em 1802 pelo inventor Wollaston. No entanto, o próprio descobridor não se deteve particularmente nessas linhas. Seu extenso estudo e classificação foi realizado em 1814 por Fraunhofer. No decorrer de seus experimentos, ele notou que o Sol, Sirius, Vênus e fontes de luz artificial têm seu próprio conjunto de linhas. Isso significa que essas linhas dependem apenas da fonte de luz. Eles não são afetados pela atmosfera terrestre ou pelas propriedades do instrumento óptico.

A natureza dessas linhas foi descoberta em 1859 pelo físico alemão Kirchhoff juntamente com o químico Robert Bunsen. Eles estabeleceram uma conexão entre as linhas do espectro do Sol e as linhas de emissão dos vapores de várias substâncias. Então eles fizeram uma descoberta revolucionária de que cada elemento químico tem seu próprio conjunto de linhas espectrais. Portanto, pela radiação de qualquer objeto, pode-se aprender sobre sua composição. Assim, a análise espectral nasceu.

Nas décadas seguintes, graças à análise espectral, muitos elementos químicos foram descobertos. Isso inclui o hélio, que foi descoberto pela primeira vez no Sol, e é por isso que recebeu esse nome. Portanto, inicialmente era considerado gás exclusivamente solar, até que três décadas depois foi descoberto na Terra.

Três tipos de espectro

O que explica esse comportamento do espectro? A resposta está na natureza quântica da radiação. Como você sabe, quando um átomo absorve energia eletromagnética, seu elétron externo vai para um nível de energia mais alto. Da mesma forma, com radiação - para um menor. Cada átomo tem sua própria diferença nos níveis de energia. Daí a frequência única de absorção e emissão para cada Elemento químico.

É nessas frequências que ele irradia e emite gás. Ao mesmo tempo, corpos sólidos e líquidos, quando aquecidos, emitem um espectro completo, independente de sua composição química. Portanto, o espectro resultante é dividido em três tipos: contínuo, espectro de linha e espectro de absorção. Assim, os corpos sólidos e líquidos irradiam um espectro contínuo, os gases emitem um espectro linear. O espectro de absorção é observado quando a radiação contínua é absorvida pelo gás. Em outras palavras, linhas multicoloridas no fundo escuro do espectro de linhas corresponderão a linhas escuras no fundo multicolorido do espectro de absorção.

É o espectro de absorção que se observa no Sol, enquanto os gases aquecidos emitem radiação com um espectro linear. Isso se explica pelo fato de que a fotosfera do Sol, embora seja um gás, não é transparente ao espectro óptico. Uma imagem semelhante é observada em outras estrelas. Curiosamente, durante um eclipse solar total, o espectro do Sol torna-se alinhado. De fato, neste caso, vem de suas camadas externas transparentes.

Princípios de espectroscopia

A análise espectral óptica é relativamente simples na execução técnica. A base de seu trabalho é a decomposição da radiação do objeto em estudo e posterior análise do espectro resultante. Usando um prisma de vidro, em 1671, Isaac Newton realizou a primeira decomposição "oficial" da luz. Ele também introduziu a palavra "espectro" no uso científico. Na verdade, colocando a luz da mesma maneira, Wollaston notou linhas pretas no espectro. Os espectrógrafos também trabalham com base nesse princípio.

A decomposição da luz também pode ocorrer com a ajuda de grades de difração. Uma análise mais aprofundada da luz pode ser realizada por uma variedade de métodos. Inicialmente, um tubo de observação foi usado para isso, depois uma câmera. Hoje, o espectro resultante é analisado por instrumentos eletrônicos de alta precisão.

Até agora, falamos sobre espectroscopia óptica. No entanto, a análise espectral moderna não se limita a essa faixa. Em muitas áreas da ciência e tecnologia, a análise espectral de quase todos os tipos de ondas eletromagnéticas é usada - do rádio aos raios-X. Naturalmente, tais estudos são realizados por uma variedade de métodos. Sem vários métodos análise espectral, não saberíamos física moderna, química, medicina e, claro, astronomia.

Análise espectral em astronomia

Conforme observado anteriormente, foi a partir do Sol que o estudo das linhas espectrais começou. Portanto, não é surpreendente que o estudo dos espectros tenha encontrado imediatamente sua aplicação na astronomia.

Claro, a primeira coisa que os astrônomos fizeram foi usar esse método para estudar a composição das estrelas e outras objetos espaciais. Assim, cada estrela tem sua própria classe espectral, refletindo a temperatura e a composição de sua atmosfera. Também ficaram conhecidos os parâmetros da atmosfera dos planetas sistema solar. Os astrônomos chegaram mais perto de entender a natureza das nebulosas de gás, bem como de muitos outros objetos e fenômenos celestes.

Porém, com a ajuda da análise espectral, pode-se aprender não apenas sobre a composição qualitativa dos objetos.

Medir velocidade

Efeito Doppler na astronomia Efeito Doppler na astronomia

O efeito Doppler foi teoricamente desenvolvido pelo físico austríaco em 1840, de quem recebeu o nome. Esse efeito pode ser observado ouvindo a buzina de um trem que passa. A altura da buzina de um trem que se aproxima será visivelmente diferente da buzina de um trem que parte. Aproximadamente desta maneira o efeito Doppler provou-se teoricamente. O efeito é que, para o observador, o comprimento de onda da fonte em movimento é distorcido. Aumenta à medida que a fonte se afasta e diminui à medida que se aproxima. As ondas eletromagnéticas têm uma propriedade semelhante.

Conforme a fonte se afasta, todas as faixas escuras em seu espectro de emissão se deslocam para o lado vermelho. Aqueles. todos os comprimentos de onda aumentam. Da mesma forma, quando a fonte se aproxima, eles mudam para o lado violeta. Assim, tornou-se um excelente complemento para a análise espectral. Agora era possível aprender com as linhas do espectro o que antes parecia impossível. Meça a velocidade de um objeto espacial, calcule os parâmetros orbitais de estrelas duplas, velocidades de rotação planetária e muito mais. O efeito redshift tem desempenhado um papel especial na cosmologia.

A descoberta do cientista americano Edwin Hubble é comparável ao desenvolvimento de Copérnico sistema heliocêntrico Paz. Ao examinar o brilho das Cefeidas em várias nebulosas, ele provou que muitas delas estão muito mais distantes. via Láctea. Comparando as distâncias obtidas dos espectros das galáxias, Hubble descobriu sua famosa lei. Segundo ele, a distância das galáxias é proporcional à velocidade com que elas se afastam de nós. Embora sua lei seja um pouco diferente da ideias modernas, a descoberta de Hubble expandiu a escala do universo.

Análise espectral e astronomia moderna

Hoje, quase nenhuma observação astronômica ocorre sem análise espectral. Com sua ajuda, descubra novos exoplanetas e expanda os limites do universo. Os espectrômetros carregam rovers e sondas interplanetárias, telescópios espaciais e satélites de pesquisa. Na verdade, sem a análise espectral, não haveria astronomia moderna. Continuaríamos a perscrutar a luz vazia e sem rosto das estrelas, sobre as quais não saberíamos nada.

Um dos principais métodos para analisar a composição química de uma substância é a análise espectral. A análise de sua composição é realizada com base no estudo de seu espectro. Análise espectral - usada em vários estudos. Com sua ajuda, foi descoberto um complexo de elementos químicos: He, Ga, Cs. na atmosfera do sol. Assim como Rb, In e XI, a composição do Sol e da maioria dos outros corpos celestes é determinada.

indústrias de aplicação

Exame espectral, comum em:

  1. metalurgia;
  2. Geologia;
  3. Química;
  4. Mineralogia;
  5. Astrofísica;
  6. Biologia;
  7. medicina, etc

Permite encontrar nos objetos estudados a menor quantidade da substância estabelecida (até 10 - MS) A análise espectral é dividida em qualitativa e quantitativa.

Métodos

O método de determinação da composição química de uma substância com base no espectro é a base da análise espectral. Os espectros de linha têm uma personalidade única, assim como impressões digitais humanas ou padrões de flocos de neve. A singularidade dos padrões na pele do dedo é uma grande vantagem para a busca de um criminoso. Portanto, devido à peculiaridade de cada espectro, é possível estabelecer o conteúdo químico do corpo analisando a composição química da substância. Mesmo que a massa de um elemento não exceda 10-10 g, pode ser detectada por análise espectral na composição substância complexa. Este é um método bastante sensível.

Análise espectral de emissão

A análise espectral de emissão é uma série de métodos para determinar a composição química de uma substância a partir de seu espectro de emissão. O método de determinação da composição química de uma substância - exame espectral, é baseado em regularidades nos espectros de emissão e espectros de absorção. Este método permite identificar milionésimos de miligrama de uma substância.

Existem métodos de exame qualitativo e quantitativo, de acordo com o estabelecido química Analítica como um assunto, cujo objetivo é a formação de métodos para estabelecer a composição química de uma substância. Os métodos de identificação de substâncias tornam-se extremamente importantes na análise orgânica qualitativa.

De acordo com o espectro de linhas dos vapores de qualquer uma das substâncias, é possível determinar quais elementos químicos estão contidos em sua composição, desde Cada elemento químico tem seu próprio espectro de radiação específico. Um método semelhante de estabelecer a composição química de uma substância é chamado de análise espectral qualitativa.

Análise espectral de raios X

Existe outra maneira de determinar químico chamado de análise de raios-x. A análise espectral de raios X baseia-se na ativação dos átomos de uma substância quando ela é irradiada com raios X, o processo é chamado de secundário ou fluorescente. E também a ativação é possível quando irradiada com elétrons de alta energia, neste caso o processo é chamado de excitação direta. Como resultado do movimento dos elétrons nas camadas eletrônicas internas mais profundas, aparecem as linhas de raios-X.

A fórmula de Wulf-Braggs permite definir os comprimentos de onda na composição dos raios X ao usar um cristal de estrutura popular com uma distância conhecida d. Esta é a base do método de definição. A substância em estudo é bombardeada com elétrons rápidos. É colocado, por exemplo, no ânodo de um tubo de raios-X dobrável, após o que emite raios-X característicos que incidem sobre um cristal de estrutura conhecida. Os ângulos são medidos e os comprimentos de onda correspondentes são calculados a partir da fórmula, depois de fotografar o padrão de difração resultante.

truques

Todos os métodos são atualmente análises químicas com base em duas abordagens. Seja em: um método físico, ou em um método químico de comparação da concentração estabelecida com sua unidade de medida:

Fisica

A técnica física é baseada no método de correlação com o padrão da quantidade unitária da quantidade do componente medindo-o propriedade física, que depende do seu conteúdo na amostra da substância. A dependência funcional "Saturação da propriedade - o conteúdo do componente na amostra" é determinada experimentalmente pelo método de calibração dos meios de medição de uma determinada propriedade física de acordo com o componente instalado. A partir do gráfico de calibração, obtêm-se relações quantitativas, construídas em coordenadas: “saturação de uma propriedade física - concentração do componente instalado”.

Químico

A técnica química é usada no método de correlação com o padrão da quantidade unitária da quantidade do componente. Ele usa as leis de conservação da quantidade ou massa de um componente em interações químicas. No propriedades quimicas compostos químicos, as interações químicas são baseadas. Em uma amostra de uma substância, é realizada uma reação química que atende aos requisitos especificados para determinar o componente desejado e é feita uma medição do volume ou massa envolvida em um determinado reação química componentes. Razões quantitativas são obtidas, então o número de equivalentes de componentes para uma determinada reação química ou a lei de conservação de massa é escrita.

Dispositivos

Os instrumentos para a análise da composição físico-química de uma substância são:

  1. Analisadores de gás;
  2. Dispositivos de sinalização para concentrações máximas admissíveis e até explosivas de vapores e gases;
  3. Concentradores de soluções líquidas;
  4. Medidores de densidade;
  5. medidores de sal;
  6. Medidores de umidade e outros dispositivos semelhantes em propósito e integridade.

Com o tempo, o alcance dos objetos analisados ​​aumenta cada vez mais e a velocidade e a precisão da análise aumentam. Um dos métodos instrumentais mais importantes para estabelecer a composição química atômica de uma substância é a análise espectral.

Todos os anos, há cada vez mais complexos de instrumentos para análise espectral quantitativa. Eles também produzem os mais avançados tipos de equipamentos e métodos para registrar o espectro. Laboratórios espectrais organizados, inicialmente na construção de máquinas, metalúrgica e depois em outras áreas da indústria. Com o tempo, a velocidade e a fidelidade da análise aumentam. Além disso, a área de objetos analisados ​​está se expandindo. Um dos principais métodos instrumentais para estabelecer a composição química atômica de uma substância é a análise espectral.

Análise espectral - um conjunto de métodos para análise qualitativa e quantificação composição do objeto, com base no estudo dos espectros da interação da matéria com a radiação, incluindo os espectros da radiação eletromagnética, ondas acústicas, distribuições de massa e energia partículas elementares e etc

Dependendo da finalidade da análise e dos tipos de espectros, existem vários métodos de análise espectral:

    Análise espectral de emissão - método físico, com base no estudo dos espectros de emissão de vapores do analito (espectros de emissão ou radiação) decorrentes da influência de fontes fortes de excitação (arco elétrico, faísca de alta tensão); este método permite determinar a composição elementar de uma substância, ou seja, julgar quais elementos químicos estão incluídos na composição de uma determinada substância.

    A espectrofotometria de chama, ou fotometria de chama, que é um tipo de análise espectral de emissão, baseia-se no estudo dos espectros de emissão dos elementos do analito, surgindo sob a influência de fontes suaves de excitação. Neste método, a solução a ser analisada é pulverizada em uma chama. Este método permite julgar o conteúdo na amostra analisada principalmente de metais alcalinos e alcalino-terrosos, bem como alguns outros elementos, como gálio, índio, tálio, chumbo, manganês, cobre, fósforo.

    Observação. Além da fotometria de emissão de chama, a fotometria de absorção, também chamada de espectroscopia de absorção atômica ou espectrofotometria de absorção atômica, é usada. Baseia-se na capacidade de átomos de metal livres em gases de chama para absorver a energia da luz em comprimentos de onda característicos de cada elemento. Este método pode determinar antimônio, bismuto, selênio, zinco, mercúrio e alguns outros elementos que não são determinados por fotometria de emissão de chama.

    A espectroscopia de absorção é baseada no estudo do espectro de absorção de uma substância, que é sua característica individual. Existe um método espectrofotométrico baseado na determinação do espectro de absorção ou na medição da absorção da luz (tanto no ultravioleta quanto no visível e infravermelho espectro) em um comprimento de onda estritamente definido (radiação monocromática), que corresponde ao máximo da curva de absorção de uma determinada substância em estudo, bem como um método fotocolorimétrico baseado na determinação do espectro de absorção ou na medição da absorção de luz na região visível do espectro.

    Ao contrário da espectrofotometria, o método fotocolorimétrico utiliza luz "branca" ou luz "branca", previamente passada por filtros de banda larga.

    Método de análise baseado nos espectros de dispersão Raman da luz. O método usa um fenômeno descoberto simultaneamente pelos físicos soviéticos G. S. Landsberg e L. I. Mandelstam e pelo físico indiano C. V. Raman. Esse fenômeno está associado à absorção de radiação monocromática por uma substância e a subsequente emissão de nova radiação, que difere em comprimento de onda da absorvida.

    A turbidimetria baseia-se na medição da intensidade da luz absorvida por uma suspensão incolor sólido. Na turbidimetria, a intensidade da luz absorvida ou que passa por uma solução é medida da mesma forma que na fotocolorimetria de soluções coloridas.

    A nefelometria baseia-se na medição da intensidade da luz refletida ou espalhada por uma suspensão colorida ou incolor de um sólido (sedimento suspenso em um determinado meio).

    O método de análise luminescente, ou fluorescente, baseia-se na medição da intensidade da luz visível emitida por substâncias (fluorescência) quando irradiadas com raios ultravioleta.

10) Os métodos ópticos de análise também incluem o método refractométrico, baseado na medição do índice de refracção, e o método polarométrico, baseado no estudo da rotação do plano de polarização.

Linhas escuras em listras espectrais foram observadas há muito tempo, mas o primeiro estudo sério dessas linhas foi realizado apenas em 1814 por Josef Fraunhofer. O efeito foi nomeado Fraunhofer Lines em sua homenagem. Fraunhofer estabeleceu a estabilidade da posição das linhas, compilou sua tabela (ele contou 574 linhas no total), atribuiu um código alfanumérico a cada uma. Não menos importante foi sua conclusão de que as linhas não estão associadas a nenhum material óptico ou a atmosfera da terra, mas são característica natural luz solar. Ele encontrou linhas semelhantes em fontes de luz artificiais, bem como nos espectros de Vênus e Sirius.

Logo ficou claro que uma das linhas mais claras sempre aparece na presença de sódio. Em 1859, G. Kirchhoff e R. Bunsen, após uma série de experimentos, concluíram que cada elemento químico tem seu próprio espectro de linhas único, e o espectro dos corpos celestes pode ser usado para tirar conclusões sobre a composição de sua matéria. A partir desse momento surgiu na ciência a análise espectral, um poderoso método de determinação remota da composição química.

Para testar o método em 1868, a Academia de Ciências de Paris organizou uma expedição à Índia, onde se aproximava um eclipse solar total. Lá, os cientistas descobriram que todas as linhas escuras no momento do eclipse, quando o espectro de emissão mudou o espectro de absorção da coroa solar, tornaram-se, como previsto, brilhantes contra um fundo escuro.

A natureza de cada uma das linhas, sua ligação com os elementos químicos foram gradualmente elucidados. Em 1860, Kirchhoff e Bunsen, usando análise espectral, descobriram o césio e, em 1861, o rubídio. E o hélio foi descoberto no Sol 27 anos antes do que na Terra (1868 e 1895, respectivamente).

Princípio da Operação

Os átomos de cada elemento químico têm frequências ressonantes estritamente definidas, pelo que é nessas frequências que emitem ou absorvem luz. Isso leva ao fato de que no espectroscópio linhas (escuras ou claras) são visíveis no espectro em determinados locais característicos de cada substância. A intensidade das linhas depende da quantidade de matéria e seu estado. Na análise espectral quantitativa, o conteúdo da substância de teste é determinado pelas intensidades relativas ou absolutas de linhas ou bandas nos espectros.

A análise espectral óptica é caracterizada pela relativa facilidade de implementação, ausência de preparação complicada de amostras para análise e uma pequena quantidade de uma substância (10–30 mg) necessária para análise de um grande número de elementos.

Os espectros atômicos (absorção ou emissão) são obtidos pela transferência de uma substância para um estado de vapor aquecendo a amostra a 1000-10000 °C. Como fontes de excitação de átomos na análise de emissão de materiais condutores, uma faísca, um arco são usados. corrente alternada; enquanto a amostra é colocada na cratera de um dos eletrodos de carbono. Chamas ou plasmas de vários gases são amplamente utilizados para analisar soluções.

Inscrição

Recentemente, os métodos de emissão e espectrometria de massa de análise espectral baseados na excitação de átomos e sua ionização no plasma de argônio de descargas indutivas, bem como em uma faísca de laser, tornaram-se mais amplamente utilizados.

A análise espectral é um método sensível e amplamente utilizado em química analítica, astrofísica, metalurgia, engenharia mecânica, exploração geológica e outros ramos da ciência.

Na teoria do processamento de sinal, a análise espectral também significa a análise da distribuição da energia de um sinal (por exemplo, som) sobre frequências, números de onda, etc.

Análise espectral

Análise espectral- um conjunto de métodos para determinação qualitativa e quantitativa da composição de um objeto, baseado no estudo dos espectros da interação da matéria com a radiação, incluindo os espectros radiação eletromagnética, ondas acústicas, distribuição de massa e energia de partículas elementares, etc.

Dependendo da finalidade da análise e dos tipos de espectro, existem vários métodos de análise espectral. atômico e molecular as análises espectrais permitem determinar a composição elementar e molecular de uma substância, respectivamente. Nos métodos de emissão e absorção, a composição é determinada a partir dos espectros de emissão e absorção.

A análise espectrométrica de massa é realizada usando o espectro de massa de íons atômicos ou moleculares e permite determinar a composição isotópica de um objeto.

História

Linhas escuras em listras espectrais foram observadas há muito tempo, mas o primeiro estudo sério dessas linhas foi realizado apenas em 1814 por Josef Fraunhofer. O efeito foi nomeado Fraunhofer Lines em sua homenagem. Fraunhofer estabeleceu a estabilidade da posição das linhas, compilou sua tabela (ele contou 574 linhas no total), atribuiu um código alfanumérico a cada uma. Não menos importante foi sua conclusão de que as linhas não estão associadas nem ao material óptico nem à atmosfera terrestre, mas são uma característica natural da luz solar. Ele encontrou linhas semelhantes em fontes de luz artificiais, bem como nos espectros de Vênus e Sirius.

Logo ficou claro que uma das linhas mais claras sempre aparece na presença de sódio. Em 1859, G. Kirchhoff e R. Bunsen, após uma série de experimentos, concluíram que cada elemento químico tem seu próprio espectro de linhas único, e o espectro dos corpos celestes pode ser usado para tirar conclusões sobre a composição de sua matéria. A partir desse momento surgiu na ciência a análise espectral, um poderoso método de determinação remota da composição química.

Para testar o método em 1868, a Academia de Ciências de Paris organizou uma expedição à Índia, onde se aproximava um eclipse solar total. Lá, os cientistas descobriram que todas as linhas escuras no momento do eclipse, quando o espectro de emissão mudou o espectro de absorção da coroa solar, tornaram-se, como previsto, brilhantes contra um fundo escuro.

A natureza de cada uma das linhas, sua ligação com os elementos químicos foram gradualmente elucidados. Em 1860, Kirchhoff e Bunsen, usando análise espectral, descobriram o césio e, em 1861, o rubídio. E o hélio foi descoberto no Sol 27 anos antes do que na Terra (1868 e 1895, respectivamente).

Princípio da Operação

Os átomos de cada elemento químico têm frequências ressonantes estritamente definidas, pelo que é nessas frequências que emitem ou absorvem luz. Isso leva ao fato de que no espectroscópio linhas (escuras ou claras) são visíveis no espectro em determinados locais característicos de cada substância. A intensidade das linhas depende da quantidade de matéria e seu estado. Na análise espectral quantitativa, o conteúdo da substância de teste é determinado pelas intensidades relativas ou absolutas de linhas ou bandas nos espectros.

A análise espectral óptica é caracterizada pela relativa facilidade de implementação, ausência de preparação complicada de amostras para análise e uma pequena quantidade de uma substância (10–30 mg) necessária para análise de um grande número de elementos.

Os espectros atômicos (absorção ou emissão) são obtidos pela transferência de uma substância para um estado de vapor aquecendo a amostra a 1000-10000 °C. Como fontes de excitação de átomos na análise de emissão de materiais condutores, são utilizados uma faísca, um arco de corrente alternada; enquanto a amostra é colocada na cratera de um dos eletrodos de carbono. Chamas ou plasmas de vários gases são amplamente utilizados para analisar soluções.

Inscrição

Recentemente, os métodos de emissão e espectrometria de massa de análise espectral baseados na excitação de átomos e sua ionização no plasma de argônio de descargas indutivas, bem como em uma faísca de laser, tornaram-se mais amplamente utilizados.

A análise espectral é um método sensível e amplamente utilizado em química analítica, astrofísica, metalurgia, engenharia mecânica, exploração geológica e outros ramos da ciência.

Na teoria do processamento de sinal, a análise espectral também significa a análise da distribuição da energia de um sinal (por exemplo, som) sobre frequências, números de onda, etc.

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No século XVII, denotando a totalidade de todos os significados de qualquer quantidade física. Energia, massa, radiação óptica. É este último que muitas vezes se refere quando falamos sobre o espectro da luz. Especificamente, o espectro de luz é uma coleção de bandas de radiação óptica de diferentes frequências, algumas das quais podemos ver todos os dias no mundo exterior, enquanto outras são inacessíveis a olho nu. Dependendo da possibilidade de percepção pelo olho humano, o espectro da luz é dividido em parte visível e parte invisível. Este último, por sua vez, é exposto à luz infravermelha e ultravioleta.

Tipos de espectros

Há também tipos diferentes espectros. Existem três deles, dependendo da densidade espectral da intensidade da radiação. Os espectros podem ser contínuos, lineares e listrados. Os tipos de espectros são determinados usando

espectro contínuo

Um espectro contínuo é formado por aquecimento a uma alta temperatura corpos sólidos ou gases de alta densidade. O conhecido arco-íris de sete cores é um exemplo direto de um espectro contínuo.

espectro de linha

Também representa os tipos de espectros e vem de qualquer substância que esteja no estado atômico gasoso. É importante notar aqui que está no atômico, não no molecular. Tal espectro fornece uma interação extremamente baixa de átomos uns com os outros. Como não há interação, os átomos emitem ondas do mesmo comprimento de onda permanentemente. Um exemplo de tal espectro é o brilho de gases aquecidos a uma temperatura elevada.

espectro listrado

O espectro listrado representa visualmente bandas separadas, claramente delimitadas por intervalos bastante escuros. Além disso, cada uma dessas bandas não é radiação de frequência estritamente definida, mas consiste em um grande número linhas de luz bem espaçadas. Um exemplo de tal espectro, como no caso do espectro de linha, é o brilho de vapores em Temperatura alta. No entanto, eles não são mais criados por átomos, mas por moléculas que possuem uma ligação comum extremamente próxima, o que causa tal brilho.

espectro de absorção

No entanto, os tipos de espectros ainda não param por aí. Além disso, outro tipo é distinguido, como um espectro de absorção. Na análise espectral, o espectro de absorção são linhas escuras contra o fundo de um espectro contínuo e, em essência, o espectro de absorção é uma expressão da dependência do índice de absorção de uma substância, que pode ser mais ou menos alto.

Embora haja uma ampla gama de abordagens experimentais para medir espectros de absorção. O experimento mais comum é quando o feixe de radiação gerado é passado por um gás resfriado (pela ausência de interação de partículas e, portanto, luminescência), após o qual é determinada a intensidade da radiação que passa por ele. A energia transferida pode muito bem ser usada para calcular a absorção.