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Einführung in die Spektroskopie

Einführung in die Spektroskopie

Spektroskopie
Spektroskopie ist die Wissenschaft über die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie.
Licht
Im Allgemeinen versteht man unter Licht die vom menschlichen Auge wahrnehmbare Strahlung. Dies sind elektromagnetische Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen ca. 400 und 800nm. Wellen mit 400nm werden als violett wahrgenommen. Mit zunehmender Wellenlänge werden über blau, grün, gelb, orange, rot bis zum rot-violett bei 800nm die Farben des Regenbogens gesehen. Dieser Bereich des elektromagnetischen Spektrums wird auch "Vis" für englisch "visible" genannt. Gelegentlich bezeichnet man auch die dem Vis-Bereich benachbarten Bereiche als "Licht". Dies ist zum einen bei höheren Wellenlängen und somit niederen Energien das infrarote Licht (IR) und zum anderen bei kürzeren Wellenlängen und somit höheren Energien das ultraviolette Licht (UV).
Strahlung
Strahlung ist Energietransport mit Hilfe elektromagnetischer Wellen. Ob die Strahlungsenergie als Welle (Wellenstrahlung) und/oder Teilchen (Korpuskular-, Partikel-, Teilchenstrahlung) zu bezeichnen ist, wurde in der historischen Debatte durch die Quantentheorie dahingehend beantwortet, dass ein Lichtstrahl aus Photonen (Teilchen) besteht, die wiederum Welleneigenschaften (z.B. Interferenz) zeigen. Verallgemeinernd kann man aus der Quantenphysik begründen, dass alle Strahlung sowohl Teilchen- als auch Wellencharakter haben muss (Welle-Teilchen-Dualismus). Allerdings tritt in bestimmten Bedingungen in der Regel eine der beiden Charakteristiken deutlicher hervor. Strahlung transportiert immer Energie und Impuls (d.h. sie hat eine ausgezeichnete Richtung).
Materie
Elektromagnetische Strahlung braucht keine Träger um sich auszubreiten. Materie ist eine allgemeine Bezeichnung für alles Stoffliche, was uns umgibt (gasförmig, flüssig und fest). Trifft die Strahlung auf Materie wirkt dies als Hindernis und die Strahlung wird entweder absorbiert (verschluckt), transmittiert (hindurchgelassen) oder reflektiert (zurückgeworfen).

Die Spektroskopie ermöglicht die Charakterisierung von Atomen, Ionen und Molekülen durch typische Wellenlängen, die mit Hilfe von Emission, Absorption, Streuung etc. gemessen werden können. Sie gehört heute zu den wichtigsten Verfahren in der instrumentellen Analytik.

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