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Tutorial MenueEinführung in die SpektroskopieLerneinheit 3 von 3

Strahlung

Einführung in die Spektroskopie

Spektroskopie
Spektroskopie ist die Wissenschaft über die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie.

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.

Messeinrichtungen wie Absorptions- und Emissionsspektrometer, Spektralphotometer usw. ermöglichen eine genaue Bestimmung der quantitativen und qualitativen Zusammensetzung gasförmiger, flüssiger und fester Stoffe.

Historischer Rückblick

Zur Charakterisierung einer Substanz dient intuitiv deren Farbe. Änderungen in der Farbe oder der Farbtiefe waren immer Merkmale für chemische Reaktionen. Mit zunehmenden Kenntnissen in der Optik und deren instrumentellen Möglichkeiten entwickelte sich das, was wir heute unter Spektroskopie verstehen.

Tab.1
Geschichte der optischen Spektroskopie
1666 Sir Isaac Newton benutzt als erster ein Glasprisma zur Spektralzerlegung
1758 Markgraf: Flammenfärbung
1800 Herschel entdeckt IR-Strahlung
1801 Ritter entdeckt UV-Strahlung
1814 Frauenhofer: Erfindung des Gitters (Sonnenlinien)
1817 Young: Polarisation durch Reflexion, transversale Polarisation (Welle und Korpuskel)
1818 Fresnel und Huygens vereinen Wellencharakter und Huygens´Prinzip
1859 Kirchhoff: Absorptions- = Emissionswellenlänge. Hohlraumstrahlung
1868 Angström listet Linien des Sonnenspektrums
1885 Balmerserie des Wasserstoffs
1887 Ende der "Äther-Theorie" (Michelson- und Morley-Versuch)
1893 Rawland gibt Standard-Spektralatlas heraus
1897 Thompson entdeckt das Elektron
1911 Rutherford entdeckt den Atomkern
1920 Erste Konzentrationsbestimmung von Molekülen mittels "lichtelektrischer Apparate"
1925 Erste quantitative Spektralanalytik
1926 Erstes Doppelstrahlspektrometer (Hansen, Koch)
1941 Erstes UV-fähiges Prismenspektrometer von Zeiss
1972 Butler benutzt Monochromator (Cary 14) online mit "Mini"-Computer (PDP11)

Die Spektroskopie reicht viel weiter zurück als das quantenmechanische Verständnis der Materie. Die Entwicklung der optischen Spektroskopie ist in den wesentlichen Grundzügen abgeschlossen. Neue Anwendungsgebiete und deren Fragestellungen ergeben auch heute technische Herausforderungen.

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