분광학의 5가지 유형

분광학은 여러 가지 하위 분야와 다양한 기법으로 구성된 광범위한 분야로, 각 분야는 고도로 전문화된 장비를 사용합니다. 이 블로그 게시물에서는 가장 인기 있는 분광학의 다섯 가지 유형을 살펴봅니다.

분광학 정의

분광학은 다양한 주파수의 방사선에 대한 물질의 반응을 측정하여 물질을 연구하는 과학입니다. 분광학의 일부 형태는 음향 또는 물질 파동과 같은 다른 형태의 복사 에너지를 사용하지만, 분광학은 사실상 항상 다음과 같은 주파수를 사용하는 것으로 이해됩니다. 전자기 물질을 조사하는 방사선을 사용합니다.

분광학은 재료 특성 분석부터 천문학 및 의학에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되는 과학 연구의 기본 도구입니다. 분광학 기술은 일반적으로 사용되는 파장 영역, 관련된 상호 작용의 특성 또는 연구하는 물질의 유형에 따라 분류됩니다.

적외선(IR) 분광기

전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 광자는 분자 진동에 해당하는 특징적인 에너지를 가지고 있으며, 이는 적외선 분광법이 현재 분자의 진동 및 회전 모드를 연구하는 주요 도구로 남아 있다는 의미입니다.

적외선 분광기는 일반적으로 시료가 적외선 영역에서 서로 다른 주파수의 상대적 흡수를 측정합니다. 이 흡수 스펙트럼은 시료에 존재하는 분자 결합의 유형을 식별하는 데 사용할 수 있으며, 시료에 존재하는 분자 구조의 유형을 나타냅니다.

자외선-가시광선(UV/Vis) 분광법

전자기 스펙트럼의 자외선(UV) 및 가시광선 영역은 원자와 분자의 전자 에너지 준위 전이에 해당합니다. 따라서 UV/Vis 분광법을 사용하여 시료 내 분자의 전자 구조를 조사하고, 그 결과 존재하는 화합물을 식별할 수 있습니다. UV/Vis 분광법은 펩타이드 결합, 특정 아미노산 측쇄, 특정 보철기 및 코엔자임을 식별하는 데 특히 유용합니다. 이러한 유형의 분광법은 많은 웨어러블 센서 기술에 유용합니다.

핵자기공명(NMR) 분광법

핵자기공명분광법은 원자핵 주변에 존재하는 자기장을 측정하는 데 사용되는 기술입니다. 핵자기공명 분광법은 전파를 사용하여 시료의 원자핵을 여기시킵니다. 핵이 공명하기 시작하면 민감한 무선 수신기가 이를 감지합니다.

원자핵의 공진 주파수는 원자핵이 속한 분자의 전자 구조에 따라 달라지기 때문에 NMR 분광법은 분자의 구조와 반응 상태에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 따라서 단분자 유기 화합물의 정확한 성질을 추론할 수 있는 강력한 도구입니다.

라만 분광법

라만 분광법은 광자가 시료와 상호 작용할 때 광자의 겉보기 파장이 변화하는 라만 산란으로 알려진 광자의 비탄성 산란에만 관심을 갖습니다.

라만 산란은 샘플을 비추는 데 사용되는 단색 광원을 사용합니다. 레이저 빛이 분자 시스템의 분자 진동 또는 기타 여기와 상호 작용하면 광자의 에너지가 위 또는 아래로 이동합니다. 이러한 에너지 이동을 정확하게 측정하면 시료에 존재하는 화학 결합의 유형을 자세히 분석할 수 있습니다. 라만 산란은 적외선 분광법과 유사하면서도 상호 보완적인 데이터를 제공합니다.

엑스레이 분광학

X-선 분광학의 사용은 1912년 X-선 결정학의 개발과 함께 시작되었습니다. 윌리엄 헨리 브래그와 윌리엄 로렌스 브래그 부자는 결정성 물질을 통과하는 X선에 의해 생성되는 회절 패턴을 사용하여 결정 구조의 특성을 추론할 수 있음을 보여주었습니다.

오늘날에는 파장 분산형 X-선 분광법(WDXS)과 에너지 분산형 X-선 분광법(EDXS)이라는 두 가지 다른 X-선 분광법이 일반적으로 사용됩니다. 두 기법 모두 스펙트럼의 좁은 영역 내에서 특징적인 X-선을 측정하여 원소 분석을 가능하게 합니다.

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