Das Feld der Spektroskopie ist bereits komplex genug, doch die Vielzahl der Begriffe und Messinstrumente macht es noch verwirrender. In diesem Artikel werden wir etwas Klarheit schaffen.
Spektroskop oder Spektrometer?
Was ist ein Spektrum?
Bevor wir den Unterschied zwischen einem Spektroskop und einem Spektrometer verstehen können, müssen wir das Konzept eines Spektrums verstehen. Ein Spektrum zeigt die Zusammensetzung der Frequenzen eines Signals. Nehmen wir Licht als Beispiel: Während das menschliche Auge nur eine Farbe wahrnimmt, besteht Licht aus einer Vielzahl unterschiedlicher Strahlen mit verschiedenen Frequenzen. Die Kombination all dieser Strahlen auf der Netzhaut führt zu dem Farbeindruck, den wir sehen.
Ein Spektroskop zerlegt Strahlung, wie die der Sonne, und macht sie als Spektrum sichtbar. Das Ergebnis ist ein Absorptionsspektrum, ein Regenbogen mit schwarzen Streifen an bestimmten Stellen.
Spektroskope waren der erste Schritt zur Analyse von Spektren und sind auch heute noch in der Astronomie von großer Bedeutung. Sie ermöglichen es, Informationen über die Zusammensetzung von Objekten im Universum zu gewinnen.
Des Weiteren kann man aus den Spektrallinien die Anwesenheit bestimmter Stoffe erkennen, aber nicht die jeweilige Menge.
Spektrometer – ein Schritt weiter
Spektrometer hingegen können nicht nur anzeigen, ob ein bestimmter Stoff vorhanden ist, sondern auch die Menge messen. Sie geben an, wie groß die Intensität der Strahlung bei einer bestimmten Wellenlänge ist. Dadurch können Aussagen über verschiedene Mengenverhältnisse gemacht werden.
Ein Beispiel ist die Analyse von flüssigen Lebensmitteln wie Ölen, um eventuelle Schadstoffe zu identifizieren. Spektrometer gibt es in verschiedenen Bauformen und für verschiedene Strahlungsbereiche des elektromagnetischen Spektrums – einschließlich sichtbaren Lichts.
Was ist ein Spektralphotometer?
Ein Spektralphotometer ist eine bestimmte Form eines Spektrometers, das hauptsächlich das sichtbare Licht (und die nahen Randbereiche der ultravioletten und infraroten Strahlung) misst.
Wie funktioniert ein Spektralphotometer?
Bei der Messung mit einem Spektralphotometer wird zunächst eine Lichtquelle benötigt. Dies kann entweder die Quelle sein, die gemessen werden soll (z.B. die Sonne oder eine neu produzierte LED), oder das zu messende Material wird beleuchtet oder durchleuchtet.
Die einfallende Strahlung wird dann in verschiedene Wellenlängen aufgeteilt und einzeln gemessen. Dies geschieht entweder durch das Durchleiten des Lichts durch ein Prisma oder durch den Einsatz anderer optischer Geräte wie Bandpassfilter. Es gibt auch Zweistrahl-Spektralphotometer, die Messergebnisse mit Referenzwerten abgleichen und somit höhere Genauigkeit ermöglichen.
Es gibt keine allgemeine optimale Bauform für ein Spektralphotometer. Je nach Anwendung ist entweder Präzision oder Geschwindigkeit gefragt. Im Laborbereich, wo maximale Auflösung wichtig ist, sind Ein- oder Zweistrahl-Spektralphotometer beliebt. In der Produktion hingegen, wo Geschwindigkeit und Robustheit gefragt sind, können Diodenarray-Spektralphotometer punkten.
Insgesamt bieten Spektrometer und Spektralphotometer wertvolle Einblicke in die Welt der Spektroskopie und sind in vielen Anwendungsbereichen von großer Bedeutung. Je nach Anforderungen und Einsatzgebiet kann die Wahl zwischen den verschiedenen Bauformen getroffen werden.
