spektroskopi

© Dette billede må du ...

Spektroskopi.

spektroskopi, det tekniske og videnskabelige felt, der beskæftiger sig med, hvorledes stoffets vekselvirkning med elektromagnetiske bølger afhænger af bølgelængden eller frekvensen. Vekselvirkningen kan give sig udtryk som absorption eller emission, og den spektrale variation kan være kontinuert eller fremstå som snævre spektrallinjer med karakteristiske bølgelængder (se spektrum).

Hvert grundstof har sit eget mønster af spektrallinjer, og observationen af, at sådanne mønstre i lyset fra de fjerneste galakser er identiske med dem, der observeres på Jorden, har ført til den fundamentale erkendelse, at fysikkens love er de samme overalt i Universet. Spektroskopi med elektromagnetisk stråling fra radiofrekvenser på 10⁶ Hz til gammastråling med frekvenser på 10²³ Hz giver i kraft af sammenhængen E = hν, hvor E er strålingskvanternes energi, ν er frekvensen, og h er Plancks konstant, oplysninger om karakteristiske energier i stoffet over 17 størrelsesordener. Hermed er spektroskopien kilde til en overvældende del af den viden, vi har om stoffets opbygning fra elementarpartikler over atomer, molekyler og faste stoffer til stjerner, galakser og det interstellare medium. I kraft heraf har spektroskopi været afgørende for de videnskabelige gennembrud, der har ført til kvantemekanikken og kvanteelektrodynamikken.

I spektralanalyse anvendes spektroskopi til stofidentifikation fra rutinekontrol af råvarekvaliteten i den farmaceutiske industri til koncentrationer under 10^-12 af tungmetaller som bly og kviksølv i blod. Molekylspektroskopi er en fællesbetegnelse for en række eksperimentelle metoder til studier af molekylers opbygning og egenskaber. Spektroskopi er grundlaget for teknikker til køling og manipulation af enkeltatomer samt for atomure, der med et relativt nøjagtighedsniveau på ned til 10^-15 repræsenterer det ultimative i tidslig stabilitet. Spektroskopi opfattes ofte som synonymt med optisk spektroskopi, men omfatter i princippet alle typer af bølger, ligesom betegnelsen bruges i forbindelse med andre fysiske fænomener eller størrelser (se fx massespektroskopi).