Spektroskopie
Spektroskopie ist ein Sammelbegriff für eine Klasse experimenteller Verfahren, die untersuchen, wie eine Probe Energie in Form von Lichtquanten aufnehmen oder abgeben kann. Die Energie eines Lichtquants entspricht dabei der Energiedifferenz zweier quantenmechanischer Zustände:
Darin ist die Planck-Konstante, die Frequenz des Lichtquants und die Energiedifferenz. Diese Gleichung wird auch als Grundgleichung der Spektroskopie bezeichnet. Die Energiedifferenzen quantenmechanischer Zustände hängen von der chemischen Zusammensetzung einer Probe oder der Struktur eines Moleküls ab und enthalten daher wichtige Informationen für den Chemiker, Physiker und Biologen.
Historisch bezeichnet der Begriff in erster Linie solche Verfahren, die die Absorption oder Emission von Licht untersuchen. Mit Hilfe eines Spektrometers wird dabei ein Lichtspektrum, das ist die Intensität des absorbierten oder ausgestrahlten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge, gemessen.
Neben dem Bereich des sichtbaren Lichts deckt die Spektroskopie heute einen großen Teil des elektromagnetischen Spektrums ab, von den Radiowellen bis zur Gammastrahlung. Teilweise werden zur Spektroskopie auch solche Verfahren gezählt, bei denen die Wechselwirkung der Probe mit Teilchen, zum Beispiel Elektronen, abhängig von deren Energie, untersucht wird.
Ziel der Spektroskopie ist es, aus dem erzielten Spektrum Rückschlüsse auf die Probe zu ziehen, zum Beispiel auf deren innere Struktur, stoffliche Zusammensetzung oder Dynamik. Die analytische Spektroskopie erkennt Atome oder Moleküle an der charakteristischen Form ihrer Spektren. Die Präzisionsspektroskopie setzt sich zum Ziel, aus der genauen Lage oder der Stärke von Spektrallinien physikalische Größen, zum Beispiel Naturkonstanten zu bestimmen oder Hypothesen über Naturgesetze zu testen.
Spektroskopiearten und -methoden in der Analytik
- 1. Atomspektroskopie
- Atomabsorptionsspektroskopie (AAS/OAS)
- Atomemissionsspektroskopie (AES/OES)
- Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP-AES)
- Mikrowellen-Plasmafackel-AES (MPT-AES)
- Atomfluoreszenzspektroskopie (AFS)
- Gammaspektroskopie
- Elektronenspektroskopie
- Röntgenspektroskopie (XRS)
- Glimmentladungsspektroskopie (GDOS)
- 2. Molekülspektroskopie
- Fluoreszenzspektroskopie
- Schwingungsspektroskopie
- Kernresonanzspektroskopie (NMR, auch Hochfrequenzspektroskopie)
- Elektronenspinresonanz (ESR/EPR)
- Mikrowellenspektroskopie
- UV/VIS-Spektroskopie (UV/Vis)
- Einzelmolekülspektroskopie
- 3. Massenspektrometrie (MS) Die Massenspektrometrie (oft auch falsch Massenspektroskopie genannt) ist kein Spektroskopie-Verfahren im eigentlichen Sinne. Dennoch wird sie in diesem Zusammenhang häufig genannt, weil sie in der Analytik einen ähnlichen Zweck erfüllt.
- 4. Ultrakurzzeit-Spektroskopie
- 5. Laserspektroskopie
- 6. IR-Spektroskopie (IR)
- 7. Impedanzspektroskopie
- 8. Ionen-Spektroskopie