สเปกโตรมิเตอร์กับสเปกโตรโฟโตมิเตอร์
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์อย่างเข้มข้นในสาขาต่างๆ บางครั้งจำเป็นต้องมีการระบุสารประกอบในสิ่งมีชีวิต แร่ธาตุ และบางทีองค์ประกอบของดาว ลักษณะที่มีความอ่อนไหวทางเคมี ความยากในการสกัดบริสุทธิ์ และระยะห่างทำให้แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุสารประกอบอย่างเหมาะสมในแต่ละกรณีที่แสดงด้านบนโดยการวิเคราะห์ทางเคมีทั่วไป สเปกโตรสโคปีเป็นวิธีการศึกษาและตรวจสอบวัสดุโดยใช้แสงและคุณสมบัติของมัน
สเปกโตรมิเตอร์
สเปกโตรมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดและศึกษาคุณสมบัติของแสงเป็นที่รู้จักกันว่าสเปกโตรกราฟหรือสเปกโตรสโคป มักใช้เพื่อระบุวัสดุในดาราศาสตร์และเคมีโดยการศึกษาแสงที่เปล่งออกมาจากหรือสะท้อนจากวัสดุ สเปกโตรมิเตอร์ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1924 โดยนักวิทยาศาสตร์ด้านการมองเห็นชาวเยอรมัน Joseph von Fraunhofer
สเปกโตรมิเตอร์ของการออกแบบ Fraunhofer ใช้ปริซึมและกล้องโทรทรรศน์เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของแสง แสงจากแหล่งกำเนิด (หรือวัสดุ) ส่องผ่านคอลลิเมเตอร์ซึ่งมีร่องแนวตั้ง แสงที่ลอดผ่านร่องจะกลายเป็นรังสีคู่ขนาน ลำแสงคู่ขนานที่เปล่งออกมาจากคอลลิเมเตอร์มุ่งตรงไปยังปริซึมซึ่งแยกความถี่ต่างๆ (แก้ไขสเปกตรัม) ดังนั้นจึงเพิ่มความสามารถในการเห็นการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ แสงจากปริซึมถูกสังเกตผ่านกล้องโทรทรรศน์ซึ่งกำลังขยายจะเพิ่มทัศนวิสัยให้มากขึ้น
เมื่อมองผ่านสเปกโตรมิเตอร์ สเปกตรัมของแสงจากแหล่งกำเนิดแสงจะมีเส้นดูดกลืนและปล่อยแสงในสเปกตรัม ซึ่งเหมือนกับการเปลี่ยนผ่านเฉพาะของวัสดุที่แสงผ่านหรือวัสดุต้นทางนี่เป็นวิธีการกำหนดวัสดุที่ไม่ระบุชื่อโดยการศึกษาเส้นสเปกตรัม กระบวนการนี้เรียกว่า spectrometry
สเปกโตรมิเตอร์ในยุคแรกๆ ถูกใช้อย่างกว้างขวางในด้านดาราศาสตร์ โดยเป็นเครื่องมือในการกำหนดองค์ประกอบของดาวและวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นๆ ในวิชาเคมี ใช้สำหรับระบุสารประกอบเคมีเชิงซ้อนแต่ละชนิดในวัสดุที่แยกออกได้ยากโดยไม่เปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุล
สเปกโตรโฟโตมิเตอร์
สเปกโตรมิเตอร์ได้พัฒนาเป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อนที่ทำงานด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ แต่มีหลักการเดียวกันกับสเปกโตรมิเตอร์เริ่มต้นที่สร้างโดย Fraunhofer สเปกโตรมิเตอร์สมัยใหม่ใช้แสงสีเดียวที่ไหลผ่านสารละลายของเหลวของวัสดุและตัวตรวจจับแสงจะตรวจจับแสง การเปลี่ยนแปลงของแสงเมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงทำให้อุปกรณ์สามารถแสดงกราฟของความถี่การดูดกลืนแสงได้ กราฟนี้ระบุลักษณะการเปลี่ยนผ่านในวัสดุตัวอย่างสเปกโตรมิเตอร์ขั้นสูงประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ เนื่องจากเป็นสเปกโตรมิเตอร์และโฟโตมิเตอร์ที่รวมกันเป็นเครื่องเดียว กระบวนการนี้เรียกว่า spectrophotometry
ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีนำไปสู่การนำสเปกโตรสโคปไปใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมากมาย นอกจากนี้ยังพัฒนาสเปกโตรมิเตอร์ที่สามารถตรวจจับบริเวณ IR และ UV ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ขยายเกินความถี่ของแสงที่มองเห็นได้ สเปกโตรมิเตอร์เหล่านี้สามารถตรวจพบสารประกอบที่มีการเปลี่ยนผ่านพลังงานสูงและต่ำกว่าแสงที่มองเห็นได้
สเปกโตรมิเตอร์กับสเปกโตรโฟโตมิเตอร์
• สเปกโตรสโคปีคือการศึกษาวิธีการผลิตและวิเคราะห์สเปกตรัมโดยใช้สเปกโตรมิเตอร์ สเปกโตรสโคป และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์
• สเปกโตรมิเตอร์พื้นฐานที่พัฒนาโดย Joseph von Fraunhofer เป็นอุปกรณ์ออปติคัลที่สามารถใช้วัดคุณสมบัติของแสงได้ มีสเกลที่สำเร็จการศึกษาซึ่งช่วยให้กำหนดความยาวคลื่นของเส้นการปล่อย/การดูดกลืนจำเพาะได้โดยการวัดมุม
• เครื่องวัดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เป็นการพัฒนาจากสเปกโตรมิเตอร์ ซึ่งรวมสเปกโตรมิเตอร์กับโฟโตมิเตอร์เพื่ออ่านความเข้มสัมพัทธ์ในสเปกตรัม แทนที่จะเป็นความยาวคลื่นของการแผ่รังสี/การดูดกลืน
• มีการใช้สเปกโตรมิเตอร์ในบริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม EM เท่านั้น แต่สเปกโตรโฟโตมิเตอร์สามารถตรวจจับช่วง IR, การมองเห็นได้ และ UV