สเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่จำเป็นในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์หลายแห่ง. แต่ความแตกต่างระหว่างเครื่องสเปกโตรมิเตอร์และเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์คืออะไร? ข้อกำหนดเหล่านี้มักจะใช้แทนกันได้และอาจทำให้สับสน. เราจะอธิบายอย่างชัดเจนว่าสเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์มีความโดดเด่นอย่างไร, คุณสมบัติที่สำคัญของพวกเขา, และแอปพลิเคชันของพวกเขา.
สเปกโตรมิเตอร์คืออะไร?
สเปกโตรมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่วัดและวิเคราะห์องค์ประกอบสเปกตรัมของแสงในส่วนเฉพาะของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า. องค์ประกอบสำคัญของสเปกโตรมิเตอร์คือ:
- แหล่งกำเนิดแสง: สร้างแสงที่จะนำไปใช้กับตัวอย่าง. แหล่งที่มาทั่วไปคือโคมไฟทังสเตน, LEDS, เลเซอร์, ฯลฯ. ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นที่จำเป็น.
- ตัวเลือกความยาวคลื่น: มีตะแกรงปริซึมหรือการเลี้ยวเบนที่แยกแสง polychromatic ออกเป็นความยาวคลื่นหรือสีที่แตกต่างกัน.
- ผู้ถือตัวอย่าง: เป็นที่ตั้งของวัสดุตัวอย่างที่จะวิเคราะห์.
- เครื่องตรวจจับ: วัดความเข้มของแสงที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันหลังจากการโต้ตอบกับตัวอย่าง.
- แสดง: แสดงข้อมูลสเปกตรัม, มักจะใช้กราฟความเข้มกับความยาวคลื่น.
โดยการแยกแสงออกเป็นความยาวคลื่นส่วนประกอบและการวัดความเข้ม, สเปกโตรมิเตอร์แสดงให้เห็นว่าตัวอย่างดูดซับอย่างไร, ปล่อยออกมา, หรือสคัตเตอร์ไฟ. สิ่งนี้เผยให้เห็นคุณสมบัติและองค์ประกอบทางเคมี.
สเปกโตรโฟโตมิเตอร์คืออะไร?
เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่วัดปริมาณการส่งผ่านหรือการดูดซับแสงที่ผ่านตัวอย่าง. มันมีสเปกโตรมิเตอร์สำหรับการเลือกความยาวคลื่นและการวัดความเข้ม. ส่วนประกอบเพิ่มเติมที่สำคัญคือเครื่องวัดแสงที่วัดความเข้มของแสง.
ในสเปกโตรโฟโตมิเตอร์, สเปกโตรมิเตอร์จะแยกแสงออกเป็นความยาวคลื่นที่ผ่านตัวอย่าง. โฟโตมิเตอร์ตรวจพบปริมาณแสงที่ดูดซึมได้. ไมโครโปรเซสเซอร์แปลงสัญญาณเป็นค่าการดูดกลืนแสงหรือค่าการส่งสัญญาณ.
เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ช่วยให้การวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของตัวอย่างตามการโต้ตอบกับแสง. พวกเขามักใช้เพื่อกำหนดความเข้มข้น, ระบุ analytes, และศึกษาปฏิกิริยาจลน์.
อะไรคือความแตกต่าง?
สเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิด, แต่มีความแตกต่างที่สำคัญบางประการ:
- วัตถุประสงค์: สเปกโตรมิเตอร์แสดงองค์ประกอบแสง; สเปกโตรโฟโตมิเตอร์วัดปริมาณการดูดซับแสง.
- การวัด: สเปกโตรมิเตอร์วัดการปล่อย/ความเข้ม; สเปกโตรโฟโตมิเตอร์วัดการดูดกลืน/การส่งสัญญาณ.
- ส่วนประกอบ: สเปกโตรมิเตอร์มีตัวเลือกความยาวคลื่นและเครื่องตรวจจับ; Spectrophotometers เพิ่มโฟโตมิเตอร์.
- ข้อมูล: สเปกโตรมิเตอร์แสดงสเปกตรัมความเข้ม; สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ให้ค่าการดูดซับ.
- ใช้: สเปกโตรมิเตอร์ระบุโมเลกุล; สเปกโตรโฟโตมิเตอร์กำหนดความเข้มข้น.
ดังนั้นในขณะที่เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์มีสเปกโตรมิเตอร์, นอกจากนี้ยังมีโฟโตมิเตอร์และผลิตข้อมูลการดูดซับเชิงปริมาณที่ใช้ในการวิเคราะห์ตัวอย่าง.
สเปกโตรมิเตอร์ทำงานอย่างไร?
เครื่องสเปกโตรมิเตอร์ทำงานโดยการกระจายแสงออกเป็นความยาวคลื่นส่วนประกอบและการวัดความเข้มในแต่ละความยาวคลื่น. หลักการปฏิบัติการรวมถึง:
- แหล่งกำเนิดแสงปล่อยแสงกว้างของแสง.
- ตัวเลือกความยาวคลื่น (ปริซึมหรือตะแกรง) แยกแสงออกเป็นความยาวคลื่นแยก.
- ตัวอย่างโต้ตอบกับแสงผ่านการดูดซับ, การปล่อย, หรือกระจัดกระจาย.
- เครื่องตรวจจับวัดความเข้มของแสงที่แต่ละความยาวคลื่น.
- ไมโครโปรเซสเซอร์สร้างสเปกตรัมที่มีความเข้มพล็อตกับความยาวคลื่น.
การวิเคราะห์ยอดการปล่อยหรือการดูดซับในสเปกตรัมเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบตัวอย่างและคุณสมบัติ.
เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ทำงานอย่างไร?
สเปกโตรโฟโตมิเตอร์สร้างบนส่วนประกอบสเปกโตรมิเตอร์เพื่อหาปริมาณการดูดซับแสงโดยตัวอย่าง:
- สเปกโตรมิเตอร์แยกแสงข้ามความยาวคลื่น.
- แสงสีเดียวผ่านตัวอย่างใน cuvette.
- โฟโตมิเตอร์ตรวจพบจำนวนแสงที่ส่งผ่านหรือดูดซึมโดยตัวอย่าง.
- การส่งผ่าน (%) หรือค่าการดูดกลืนแสงจะแสดงหรือพิมพ์.
- ความยาวคลื่นจะถูกสแกนโดยอัตโนมัติเพื่อสร้างสเปกตรัมการดูดซับ.
โดยการวัดการดูดกลืนแสงอย่างแม่นยำ, สมาธิ, จลนพลศาสตร์, และคุณสมบัติของตัวอย่างสามารถกำหนดได้.
สเปกโตรเมตรีคืออะไร?
สเปกโตรมิเตอร์หมายถึงการวัดเชิงปริมาณและการวิเคราะห์สเปกตรัมที่ผลิตโดยสเปกโตรมิเตอร์หรือสเปกโตรโฟโตมิเตอร์. คำต่อท้าย “-เมตร” หมายถึงการกระทำของการวัด.
แอพพลิเคชั่นของสเปกโตรเมตรีรวมถึง:
- การระบุโมเลกุลตามสเปกตรัมการปล่อย/ดูดซับ
- การกำหนดความเข้มข้นที่ไม่รู้จักโดยใช้เส้นโค้งการสอบเทียบ
- จลนพลศาสตร์การติดตามปฏิกิริยาโดยการเปลี่ยนแปลงสเปกตรัมเมื่อเวลาผ่านไป
- การประเมินคุณสมบัติตัวอย่างเช่นสี, การเรืองแสง, ฯลฯ.
Spectrometry สร้างข้อมูลสเปกตรัมเชิงตัวเลขจริงที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์และการตีความ.
สเปกโทรสโกปีคืออะไร?
Spectroscopy หมายถึงการศึกษาว่าสสารมีปฏิสัมพันธ์กับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างไร. ส่วนใหญ่เป็นวิธีการเชิงคุณภาพที่มุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจลักษณะการดูดซึมและการปล่อยมลพิษ.
ประเภทของสเปกโทรสโกปีรวมถึง:
- สเปกโทรสโกปีการดูดซับ/ปล่อยอะตอม
- สเปคตรัมสั่นสะเทือน (อินฟราเรด, รามาน)
- เรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) สเปคตรัม
- สเปกโทรสโกปีอิเล็กตรอน
- สเปกโทรสโกปีเรืองแสง
Spectroscopy สร้างความสัมพันธ์ระหว่างพฤติกรรมสเปกตรัมและคุณสมบัติตัวอย่าง, องค์ประกอบ, และโครงสร้าง. อย่างไรก็ตาม, จำเป็นต้องใช้สเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เพื่อรับข้อมูลสเปกโทรสโกปีทดลอง.
มีการวัดช่วงความยาวคลื่นอะไร?
เครื่องสเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ได้รับการออกแบบให้ทำงานในภูมิภาคที่มีความยาวคลื่นบางอย่าง:
- อัลตราไวโอเลต (UV):200-400 นาโนเมตร
- มองเห็นได้:400-700 นาโนเมตร
- ใกล้อินฟราเรด (NIR):700-2500 นาโนเมตร
- กลางเอ่อ:2500-25000 นาโนเมตร
- เอ่อไกล:25-1000 μm
แหล่งกำเนิดแสงเฉพาะ, ตัวเลือกความยาวคลื่น, และเครื่องตรวจจับจะถูกเลือกตามช่วงสเปกตรัมที่ต้องการ. UV-vis, และ, และเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ฟลูออเรสเซนต์เป็นการกำหนดค่าทั่วไป.
องค์ประกอบสำคัญคืออะไร?
สเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบ่งปันส่วนประกอบหลักเดียวกัน:
แหล่งกำเนิดแสง
- ทังสเตน, ดิวทีเรียม, และโคมไฟอาร์คซีนอนสำหรับช่วง UV-vis
- แหล่งกำเนิดการปล่อยอินฟราเรดเช่น Globals สำหรับช่วง IR
- เลเซอร์สำหรับ Raman spectroscopy
ตัวเลือกความยาวคลื่น
- ปริซึม, การเลี้ยวเบนตะแกรงโมโนโครม, หรือตัวกรอง
ผู้ถือตัวอย่าง
- ชาม, ขวด, ผู้ถือ, หรือพอร์ตสำหรับของแข็ง, ของเหลว, และตัวอย่างก๊าซ
เครื่องตรวจจับ
- โฟโตไดโอด, CCDS, หลอดไฟ (PMTS)
แสดงและซอฟต์แวร์
- หน้าจอ, งานพิมพ์, และอินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์เพื่อรับและวิเคราะห์ข้อมูล
อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญในส่วนประกอบ?
ส่วนประกอบที่แตกต่างหลักระหว่างสเปกโตรมิเตอร์และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์คือโฟโตมิเตอร์. สเปกโตรโฟโตมิเตอร์มีโฟโตมิเตอร์เฉพาะเพื่อหาปริมาณความเข้มของแสงอย่างแม่นยำหลังจากโต้ตอบกับตัวอย่าง. สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถกำหนดค่าการดูดกลืนแสงหรือการส่งผ่าน.
สเปกโตรมิเตอร์พิเศษสำหรับการถ่ายภาพอาจใช้เครื่องตรวจจับ CCD แบบหลายองค์ประกอบหรือระบบกล้องมากกว่าโฟโตมิเตอร์จุดเดียว. พวกเขาผลิตข้อมูลการถ่ายภาพสเปกตรัมบนพื้นผิว.
มีสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ประเภทใดบ้าง?
สเปกโตรโฟโตมิเตอร์บางประเภทรวมถึงบางประเภทรวมถึง:
- UV-vis spectrophotometer: วัดการดูดซับแสงใน UV และช่วงที่มองเห็นได้ (200-800 นาโนเมตร). ใช้สำหรับการหาปริมาณของสารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์จำนวนมาก.
- อินฟราเรดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์: มาตรการการดูดซับแสงอินฟราเรด, ช่วยให้สามารถระบุพันธะเคมีและกลุ่มการทำงานได้.
- เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์การดูดซับอะตอม (aas): ใช้การดูดซึมของแสงโดยอะตอมวิเคราะห์ไอเพื่อกำหนดความเข้มข้นของโลหะและ metalloids.
- เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เรืองแสง: วัดความเข้มของแสงฟลูออเรสเซนต์ที่ปล่อยออกมาจากตัวอย่างหลังจากการกระตุ้น. ช่วยให้การวิเคราะห์ตัวอย่างที่มีความไวสูงด้วยการเรืองแสงดั้งเดิมหรือการเหนี่ยวนำ.
- เครื่องวัดสี: เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบง่ายที่ใช้ในการวัดการดูดซับแสงสำหรับการทดสอบสีและการทดสอบ.
สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ที่ใช้สำหรับอะไร?
เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ช่วยให้การวิเคราะห์เชิงปริมาณและเชิงคุณภาพในหลากหลายสาขา:
- การกำหนดความเข้มข้นที่ไม่รู้จักโดยใช้กฎหมายของเบียร์
- การตรวจสอบจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเมื่อเวลาผ่านไป
- การระบุสารประกอบตามสเปกตรัมการดูดซับ
- การควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบการผลิต
- การวิเคราะห์ยา, อาหาร, สารเคมี
- โปรตีนและ ปริมาณดีเอ็นเอ
- การวินิจฉัยทางการแพทย์และการตรวจทางคลินิก
- การวัดสี
จากห้องปฏิบัติการชีวเคมีไปจนถึงโรงงานผลิต, Spectrophotometers ให้ความสามารถในการวิเคราะห์ที่รวดเร็วและเชื่อถือได้.
สเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้สำหรับอะไร?
สเปกโตรมิเตอร์ยังมีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายในหลายสาขา:
- การจำแนกโมเลกุลตามสเปกตรัมการปล่อยและการดูดซับ
- การวิเคราะห์รังสีเอกซ์, รังสีแกมมา, และอนุภาคที่มีประจุ
- การกำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบและอัตราส่วนไอโซโทป
- การสังเกตทางดาราศาสตร์และการสำรวจอวกาศ
- การวัดความเปล่งปลั่งของสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสง
- ตรวจสอบคุณภาพอากาศและน้ำ
- การตรวจจับระยะไกลและการถ่ายภาพ hyperspectral
สเปกโตรมิเตอร์ให้ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับองค์ประกอบตัวอย่าง, โครงสร้าง, ความกระฉับกระเฉง, และกระบวนการทางกายภาพ.
บทสรุป
สเปกโตรโฟโตมิเตอร์และสเปกโตรมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับการรวบรวมข้อมูลสเปกโทรสโกปีเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณในสาขาที่หลากหลาย. ในขณะที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด, การทำความเข้าใจความแตกต่างที่สำคัญช่วยให้การเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการ. การใช้เทคโนโลยีเหล่านี้อย่างเหมาะสมให้ข้อมูลเชิงลึกทางสเปกโทรสโกปีที่จำเป็นในการขับเคลื่อนการค้นพบ, นวัตกรรม, และความก้าวหน้า
