اگر به مباحث طیف سنجی علاقه مند باشید، قطعا با کلمات متفاوتی مانند طیف بینی، طیف سنجی، اسپکتروسکوپی، اسپکترومتری، اسپکتروفوتومتری، فوتومتری و .. مواجه شده اید. در این مقاله سعی می کنیم هر کدام از این واژه ها و تفاوت آنها با هم را با زبانی ساده توضیح دهیم.
طیف بینی و طیف سنجی
طیف بینی یا اسپکتروسکوپی (Spectroscopy) علم مطالعه برهم کنش بین ماده و انرژی تابشی ست. طبق تعریف آیوپاک طیف سنجی یا اسپکترومتری (Spectrometry) اندازه گیری تابش الکترومغناطیس به منظور به دست آوردن اطلاعات در مورد سیستم مورد مطالعه است در واقع طیف سنجی روشی برای بدست آوردن اطلاعات کمی از طیف الکترومغناطیسی ست. اسپکتروسکوپی یا طیف بینی و اسپکترومتری یا طیف سنجی در بسیاری از مواقع معادل هم به کار می روند. در بیشتر منابع فارسی هم واژه طیف سنجی برای هر دو روش به کار رفته است.در برخی از منابع طیف سنجی را بیناب نمایی یا طیف نگاری ترجمه کرده اند.
فوتومتری و اسپکتروفوتومتری
در کنار این دو واژه اصطلاحات فوتومتری (Photometry)، اسپکتروفوتومتری (Spectrophotometry) و اسپکتروگرافی نیز به کار می روند. در فوتومتری فقط شدت نور اندازه گیری می شود. در صورتی که در اسپکتروفوتومتر ها سیستم پیچیده تری مانند مونوکروماتور برای جداسازی طول موج های نوری و سپس اندازه گیری شدت در هر طول موج استفاده می شود. اسپکتروفوتومتری برای کل طیف الکترومغناطیسی می تواند به کار رود ولی فوتومتری محدود به محدوده طول موج مرئی ست.
اسپکتروفوتومتری نیز شاخه ای از اسپکتروسکوپی ست و به روش هایی اطلاق می شود که در آنها شدت عبور (transmittance) یا انعکاس (reflection) نور عبوری از نمونه اندازه گیری می شود. به زبان ساده اساس اسپکتروفوتومتری میزان جذب یا عبور یک ترکیب در محدوده مشخصی از طول موج است یعنی قانون بیر-لامبرت را می توان برای آنها به کار برد. بر اساس این تعریف طیف سنجی اشعه ایکس، طیف سنجی ماوراء بنفش-مریی و طیف سنجی مادون قرمز از روش های اسپکتروفوتومتری هستند. اسپکتروگرافی (Spectrography) یا طیف نگاری استفاده از روش اسپکتروسکوپی برای عکاسی (imaging) یا نقشه کشی (mapping) مواد است.
دقت شود که طیف بینی یا اسپکتروسکوپی به عنوان یک علم بسیار گسترده و کاربردی تعریف شده است که تمام اصطلاحات و روش های شامل فوتومتری، اسپکترومتری، اسپکتروفوتومتری و اسپکتروگرافی زیر مجموعه آن محسوب می شوند.
تفاوت طیف بینی و طیف سنجی
روش رنگ سنجی (Colorimetry) که بر اساس مقایسه شدت رنگ ایجاد شده از یک مقدار مشخص از ترکیب مورد نظر با نمونه مجهول است، اولین و قدیمی ترین روش از تکنیک های طیف بینی ست. در این روش تشخیص رنگ و شدت آن به صورت چشمی انجام می شد و بنابراین خطاهای شخصی در آن تعیین کننده بود.
با جایگزینی فیلترها به جای تشخیص چشمی روش فوتومتری توسعه پیدا کرد. در روش فوتومتری جداسازی طول موج با فیلتر یا شیشه های رنگی انجام می شود و از آشکارساز فوتوالکتریکی (photoelectric detector) برای اندازه گیری شدت استفاده می شود. بنابراین دقت بسیار بهتری از روش های رنگ سنجی دارد.
در اسپکترومتری و اسپکتروگرافی وسایل ثبت کننده طول موج، که قادر به شناسایی تغییرات کم طول موجی بعد از برهم کنش با ماده هستند، به کار می روند.
بر طبق تعاریف بالا یک طیف بین (Spectroscope) وسیله ای برای اندازه گیری طیف نوری ست. داشتن حداقل یک شکاف (slit) یک منشور و در دستگاه های مدرن مونوکروماتور و یک ثبات در یک طیف بین ضروری ست. هر وسیله ای که برای بررسی یک خاصیت از نور به عنوان تابعی از طول موج فرکانس یا انرژی به کار رود یک طیف سنج (Spectrometer) است. خاصیت مورد اندازه گیری معمولا شدت نور است اما متغیرهای دیگری مثل قطبش (polarization) نیز می تواند اندازه گیری شود. یک طیف سنج می تواند در هر محدوده ای از نور عمل کند اما از نظر تکنیکی و فنی هر طیف سنجی برای یک منطقه خاص از طیف الکترومغناطیس عمل می کند.
یک اسپکتروگراف (Spectrograph) یا طیف نگار وسیله ای ست که نور ورودی را بر اساس طول موج و یا فرکانس جدا می کند و طیف حاصله را در یک آشکارساز چندکاناله مانند یک صفحه عکاسی ثبت می کند. بسیاری از مشاهدات نجومی با تلسکوپها اساسا یک طیف نگار هستند.
همان طور که از نام آن نیز مشخص است اسپکتروفوتومتر ترکیبی از یک اسپکترومتر و فوتومتر است.
در بسیاری از مواقع، به دلیل معانی بسیار نزدیکی که این واژه ها با هم دارند، معادل و مترادف هم و به جای هم درنظر گرفته می شوند. اما دقت شود که اگرچه در برخی موارد جایگزینی آنها اهمیت چندانی ندارد اما هر کدام معنای متفاوتی دارند. مثلا در مقالات منتشر شده در حوزه متالورژی و مکانیک در مواردی از روش ICP-OES به عنوان یک روش اسپکتروگرافی نام برده می شود در صورتی که چنان چه متداول است بهتر است از واژه طیف سنجی یا اسپکترومتری برای این روش استفاده شود.
برای روش های مولکولی معمولا از واژه طیف بینی یا اسپکتروسکوپی استفاده می شود. برای روش های جرمی هیچ گاه از واژه طیف بینی استفاده نشده و فقط از واژه طیف سنجی استفاده می شود. برای روش های اتمی از هر دو واژه استفاده می شود.
