Spektroskopia on menetelma, jolla analysoidaan tutkittavasta kohteesta vastaanotettua sateilya , esimerkiksi valoa . Sateily hajotetaan eri aallonpituus- tai taajuuskomponentteihinsa spektroskoopilla , jolla tuotettua sateilyn hajotelmaa sanotaan spektriksi eli kirjoksi. Tutkittava sateily voi olla sahkomagneettista sateilya kuten infrapuna- eli lamposateilya, radioaaltoja , ultraviolettia tai vaikkapa hiukkassateilya .

Aanen spektrirakenteen tutkiminen on mahdollista spektrografilla . ^[1]

Kappaleen lahettaman tai heijastaman sateilyn voimakkuudesta eri aallonpituusalueilla voidaan esimerkiksi paatella, mita alkuaineita kappaleessa on. Spektri voidaan esittaa joko kirkkaina ja tummina nauhoina tai kayrana tai lukusarjana.

Spektroskooppi on laite, joka hajottaa esimerkiksi Auringon valon prisman avulla sateenkaaren vareihin eli spektriksi . Prisman sijasta valon hajottamiseen voidaan kayttaa ohuita hyvin lahekkaisia yhdensuuntaisia lasiin tai muuhun vastaavaan aineeseen tehtyja uurteita, hilaa . Sateenkaaren vareihin hajotetussa Auringon valossa huomataan tummia viivoja, jotka ovat peraisin eri alkuaineista. Naita tutkimalla kyetaan paattelemaan muun muassa, mita alkuaineita Auringossa on.

Tietty alkuaine aiheuttaa tietylle aallonpituudelle oman viivansa. Sama alkuaine aiheuttaa monia viivoja spektriin. Auringon spektrissa havaitut tummat spektriviivat ovat absorptio­viivoja , jotka syntyvat Auringon kaasukehan kaasun imiessa alla olevan Auringon pinnan lahettamaa valoa. Kirkkaat emissioviivat syntyvat hehkuvien kaasujen sateillessa itse tietyilla aallonpituuksilla. Auringon absorptioviivojen alla olevat sateenkaaren varit ovat jatkuva spektri. Tahtien spektreja tutkimalla saadaan selville myos tahtien liikenopeuksia, koska spektriviivat siirtyvat kappaleen liikkuessa Dopplerin ilmion takia. Tahden liikenopeus katsojaa kohti tai katsojasta poispain on sateisnopeus . Spektroskoopilla voidaan myos mitata painovoima Auringon pinnalla. Myos taivaankappaleesta heijastunutta valoa voidaan analysoida ja nain paatella esimerkiksi planeettojen kaasukehien, komeettojen ytimien ja asteroidien koostumuksia.

Spektroskopiassa tutkittava kohde usein sateilee, absorboi (imee) tai heijastaa saamaansa sateilya. Kohteeseen saapuva sateily aiheuttaa, tai kohteessa itsessaan tapahtuu muutoksia, jotka nakyvat spektrissa. Nama muutokset ovat esimerkiksi elektronien ja kemiallisten sidosten siirtymia. Aine joko varaa energiaa (absorptio) tai luovuttaa sita (emissio). Tutkittavasta aineesta heijastuneesta (kiinteat naytteet), aineen lapi paasseesta (nestemaiset, liukoiset seka kaasumaiset naytteet) tai aineen tuottamasta sateilysta (esimerkiksi auringon spektri) pystytaan spektroskopian menetelmilla paattelemaan hyvin paljon tutkittavan aineen ominaisuuksista. Muun muassa tutkittavan kohteen alkuainekoostumus saadaan spektroskooppisilla menetelmilla selville. Spektroskopian suuri erottelukyky perustuu siihen, etta absorptio ja emissio usein liittyvat materiaalin rakenteessa tapahtuviin resonanssi-ilmioihin , jotka voivat olla taajuuden suhteen hyvin selektiivisia ja eri aineille luonteenomaisia.

Spektroskopia jaetaan osa-alueisiin tutkimuksessa kaytettavien sahkomagneettisen sateilyn taajuuksien suhteen, ja eri taajuuksia varten on kehitetty erillisia laitteita. Naita osa-alueita ovat muun muassa rontgen- , ultravioletti- ja IR- eli infrapunaspektroskopia .

Ultravioletti- (UV)- ja infrapuna- (IR)-spektroskopiaa seka erityisesti massa- ja ydinmagneettinen resonanssispektroskopiaa (NMR) kaytetaan laajasti kemian alan tutkimuksessa. UV-, IR- ja NMR-menetelmissa kaytettava sateily ei ole liian voimakasta ja monet tutkittavat aineet pysyvat entisellaan. Liian voimakasta, korkeataajuuksista sahkomagneettista sateilya kaytettaessa yhdisteen sisaiset voimat eivat enaa pida yhdistetta vakaana vaan se hajoaa.

Ultraviolettispektroskopialla kyetaan selvittamaan esimerkiksi aromaattisten ja syklisten yhdisteiden ominaisuuksia, ja IR-spektroskopialla voidaan usein selvittaa koko molekyylin rakenne, mikali tutkittava aine on riittavan yksinkertainen. Yhdessa muiden menetelmien kanssa naita molempia menetelmia on kaytetty muun muassa Human Genome Projectissa . Hiukkassateilya lajitellaan massaspektroskopialla erimassaisten hiukkasten ryhmiin.

Alla on kuvattuna -CH ₂ - -ryhman erilaiset tavat varahdella. Orgaanisten yhdisteiden sidosten varahtelya havaitaan muun muassa IR-aallonpituuksia mitattaessa.

Optisessa eli nakyvan valon alueen spektroskoopissa Auringosta tulevan valon hajottaa prisma tai hila. Spektrometria luonnehtii sen kyky erotella aallonpituuksia erilleen. Tama on erotuskyky. Himmeille kohteille kaytetaan alhaisempaa erotuskykya. Hilaspektroskoopissa keskeisia elementteja ovat rako, jonka lapi kohteen valo paasee ja hila, jossa on uurteita. Uurretiheys on 100?1000 viivaa/mm.

• Prisma
• Spektri
• Spektriviiva ja kielletyt viivat
• Spektriluokka
• Spektrofotometria
• Mustan kappaleen sateily
• Ydinmagneettinen resonanssispektroskopia
• Massaspektroskopia

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Spektroskopia Wikimedia Commonsissa