Теоретические основы спектроскопических методов анализа

Спектроскопические методы анализа основаны на взаимодействии с веществом электромагнитного излучения, имеющего корпускулярную и волновую природу. Соответственно, параметры излучения могут быть разделены на корпускулярные и волновые. Волновые характеристики – волновое число, длина волны и частота колебаний.

Длиной волны (λ) называют расстояние, которое волна проходит за время, равное периоду колебаний. Этот показатель обычно выражают в нанометрах (нм) или микрометрах (мкм). 1 нм равен 1×10^–9 м, 1 мкм – 1×10^–6 м.

Рисунок 1. Длина волны

Частотой колебаний электромагнитной волны(ν) называется количество раз в секунду, когда волна достигает своего максимума. Выражается частота в герцах (Гц). 1 Гц = 1с⁻¹.

Волновое число k – число длин волн, укладывающихся в единицу длины:

Как видно из данных таблицы, еще одним классификационным признаком является область спектра.

Спектр принято разбивать на несколько диапазонов – если начинать от коротких волн спектра – это гамма-, рентгеновский, ультрафиолетовый, видимый, инфракрасный, микроволновой и радио-диапазоны.

Оптическая область спектра охватывает диапазон от ультрафиолетовой области радиации (длина волны составляет приблизительно 1,0 нм) до инфракрасных излучений (длина волны – до 1 мм). В спектральном анализе используется диапазон видимого света и прилегающие к нему области ультрафиолетового и инфракрасного излучения.

Рисунок 2. Спектр электромагнитных излучений и спектр видимого света

Видимый (определяемый человеческим глазом) свет, в свою очередь, может быть разбит на несколько областей – при прохождении луча света через призму мы можем наблюдать явление дисперсии: луч белого света разлагается на составляющие – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый цвета, – каждому из которых соответствует определенный диапазон длин волн.

Рисунок 3. Явление дисперсии света

(Макиева М.С., Морозов Ю.А., Морозова Е.В., Морозов В.А. Оптические методы анализа лекарственных средств, ИПЦ Сев. Осет. гос. ун-т им. К. Л. Хетагурова)