Astronomie

Quelle est la différence entre la spectroscopie, la spectrographie et la spectrométrie ?

Quelle est la différence entre la spectroscopie, la spectrographie et la spectrométrie ?

La spectroscopie est l'étude des spectres, la spectrographie est l'écriture des spectres et la spectrométrie est la mesure des spectres. Donc d'un point de vue étymologique, il n'y a pas de réelle différence entre les trois. Sur arXiv, il y a par exemple un article qui utilise le terme « spectrométrie » dans le titre, mais « spectroscopie » dans l'abstrait (plusieurs, en fait) pour désigner ce qui semble être la même chose.

Mais peut-être y a-t-il des différences entre l'utilisation de ces termes en astrophysique ?

Certaines techniques sont désignées par un terme plutôt que par l'autre (par exemple, je n'ai vu aucune spectroscopie de masse, mais j'ai vu de la spectrométrie de masse), mais existe-t-il une différence conceptuelle entre la spectroscopie et la spectrométrie ?


Quelle est la différence entre la spectroscopie et la spectrométrie ?

À moins que vous ne soyez vraiment pointilleux, il n'y a pas de réelle différence, du moins dans la façon dont les termes sont utilisés de nos jours.

Historiquement, les terminaisons font référence à des processus légèrement différents - la photographie vs la photométrie consiste à collecter la lumière vs la mesurer, mais la spectrométrie a dû collecter des photons dès le début, de sorte que la ligne entre les deux est floue.

En dehors des mesures de lumière, la terminaison -métrie apparaît plus courante en pratique (comme dans "spectromètre de masse") mais là aussi, l'usage n'est pas toujours cohérent.

BTW, il existe un troisième terme, la spectrographie, qui est également utilisé principalement de manière interchangeable avec les deux autres de nos jours.

(Notez qu'il existe en principe des normes IUPAC et que n'importe quelle revue à comité de lecture peut simplement avoir un éditeur qui est assez borné pour se soucier de telles distinctions subtiles - cependant, l'utilisation de l'un des termes sera généralement parfaitement comprise par tout praticien dans des différents domaines et un rapide balayage des titres des présentations à la dernière réunion de l'American Physical Society montre une répartition assez uniforme des termes même en référence à la même expérience).


Quelle est la différence entre la spectroscopie et la microscopie?

La plupart d'entre nous ont utilisé un microscope à un moment donné au cours de notre éducation, mais tout le monde n'a pas utilisé un spectroscope ou un spectromètre. Bien qu'ils partagent des noms similaires, la spectroscopie et la microscopie sont utilisées à des fins différentes. L'objectif principal de la microscopie est d'améliorer la visibilité d'une structure trop petite pour être observée à l'œil nu. La microscopie utilise des lentilles spécifiques pour améliorer la visibilité des particules très fines, telles que celles des tissus, des plantes, des organismes ou du sang.

L'objectif principal de la spectroscopie est de déterminer comment les électrons réagissent à l'énergie lumineuse. Alors que la microscopie est utilisée pour visualiser des objets, la spectroscopie est utilisée pour déterminer les raies spectrales et/ou l'énergie d'un échantillon. La spectroscopie utilise un rayonnement électromagnétique à des longueurs d'onde spécifiques pour étudier l'absorbance ou la transmittance d'un échantillon, ce qui nous permet d'identifier la structure, la composition moléculaire ou la disposition de l'échantillon. Ci-dessous, vous trouverez une comparaison des deux processus. Pour plus d'informations, visitez notre Qu'est-ce que la spectroscopie ? guide d'information ou consultez notre autre article de blog, « Qui a découvert la spectroscopie ? »

Les microscopes agrandissent des structures trop petites pour l'œil nu à l'aide de lentilles spéciales. Les images au microscope nous permettent d'étudier la structure de petits organismes et les processus microscopiques, tels que la division cellulaire. Les spectres d'absorbance sont produits après qu'un échantillon a été testé avec un spectrophotomètre. Le spectre des longueurs d'onde absorbées d'un échantillon est appelé son spectre d'absorption, et la quantité de lumière absorbée par un échantillon est son absorbance.


Spectroscopie versus spectrométrie

En pratique, les termes spectroscopie et spectrométrie sont utilisés de manière interchangeable (sauf pour la spectrométrie de masse), mais les deux mots ne signifient pas exactement la même chose. Spectroscopie vient du mot latin specere, qui signifie « regarder » et le mot grec skopia, signifiant "voir". La fin de spectrométrie vient du mot grec métria, signifiant "mesurer". La spectroscopie étudie le rayonnement électromagnétique produit par un système ou l'interaction entre le système et la lumière, généralement de manière non destructive. La spectrométrie est la mesure du rayonnement électromagnétique pour obtenir des informations sur un système. En d'autres termes, la spectrométrie peut être considérée comme une méthode d'étude des spectres.

Des exemples de spectrométrie comprennent la spectrométrie de masse, la spectrométrie de diffusion Rutherford, la spectrométrie de mobilité ionique et la spectrométrie à trois axes de neutrons. Les spectres produits par la spectrométrie ne sont pas nécessairement l'intensité en fonction de la fréquence ou de la longueur d'onde. Par exemple, un spectre de spectrométrie de masse trace l'intensité en fonction de la masse des particules.

Un autre terme courant est la spectrographie, qui fait référence aux méthodes de spectroscopie expérimentale. La spectroscopie et la spectrographie font toutes deux référence à l'intensité du rayonnement par rapport à la longueur d'onde ou à la fréquence.

Les appareils utilisés pour prendre des mesures spectrales comprennent les spectromètres, les spectrophotomètres, les analyseurs spectraux et les spectrographes.

La spectroscopie peut être utilisée pour identifier la nature des composés dans un échantillon. Il permet de suivre l'avancement des procédés chimiques et d'évaluer la pureté des produits. Il peut également être utilisé pour mesurer l'effet d'un rayonnement électromagnétique sur un échantillon. Dans certains cas, cela peut être utilisé pour déterminer l'intensité ou la durée de l'exposition à la source de rayonnement.


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Selon Wikipédia (http://en.wikipedia.org/wiki/Spectroscopy)
La spectroscopie est un équivalent ou synonyme de spectrométrie. Wikipédia
définition de la spectroscopie énumère également les grandeurs physiques qui sont
mesuré par spectroscopie et les procédés de mesure et les types de
spectroscopie :

La spectroscopie est l'étude des spectres, c'est-à-dire la dépendance des
quantités sur la fréquence. La spectroscopie est souvent utilisée en physique et
la chimie analytique pour l'identification des substances, par la
spectre émis ou absorbé. Un appareil pour enregistrer un spectre est un
spectromètre. La spectroscopie peut être classée selon la physique
quantité qui est mesurée ou calculée ou le processus de mesure.

De plus, selon le
http://chemistry.about.com/library/weekly/aa021302a.htm site Web :

La spectroscopie est une technique qui utilise l'interaction de l'énergie avec un
échantillon pour effectuer une analyse.
Les données obtenues à partir de la spectroscopie sont appelées un spectre. Un spectre
est un graphique de l'intensité de l'énergie détectée en fonction de la longueur d'onde (ou de la masse
ou quantité de mouvement ou fréquence, etc.) de l'énergie.
Un spectre peut être utilisé pour obtenir des informations sur les atomes et les molécules
niveaux d'énergie, géométries moléculaires, liaisons chimiques, interactions de
molécules et processus associés. Souvent, les spectres sont utilisés pour identifier les
composants d'un échantillon (analyse qualitative). Les spectres peuvent également être utilisés pour
mesurer la quantité de matière dans un échantillon (analyse quantitative).

et ils définissent la spectrométrie de masse comme un type de méthode spectroscopique :

Spectrométrie de masse
Une source de spectromètre de masse produit des ions. Des informations sur un échantillon peuvent être
obtenu en analysant la dispersion des ions lorsqu'ils interagissent avec le
échantillon, en utilisant généralement le rapport masse/charge.

Ainsi, en général, le nom d'une méthode spectroscopique dépend du type de
source d'énergie que l'on utilise pour cela.


Spectroscopie vs. Spectrophotométrie

La spectroscopie est l'étude de l'interaction entre la matière et le rayonnement électromagnétique. Historiquement, la spectroscopie est née de l'étude de la lumière visible dispersée selon sa longueur d'onde, par un prisme. Plus tard, le concept a été considérablement élargi pour inclure toute interaction avec l'énergie radiative en fonction de sa longueur d'onde ou de sa fréquence. Les données spectroscopiques sont souvent représentées par un spectre d'émission, un tracé de la réponse d'intérêt en fonction de la longueur d'onde ou de la fréquence.

En chimie, la spectrophotométrie est la mesure quantitative des propriétés de réflexion ou de transmission d'un matériau en fonction de la longueur d'onde. Il est plus spécifique que le terme général de spectroscopie électromagnétique en ce sens que la spectrophotométrie traite de la lumière visible, du proche ultraviolet et du proche infrarouge, mais ne couvre pas les techniques spectroscopiques résolues en temps.

La spectrophotométrie est un outil qui repose sur l'analyse quantitative de molécules en fonction de la quantité de lumière absorbée par les composés colorés. La spectrophotométrie utilise des photomètres, appelés spectrophotomètres, capables de mesurer l'intensité d'un faisceau lumineux en fonction de sa couleur (longueur d'onde). Les caractéristiques importantes des spectrophotomètres sont la bande passante spectrale (la gamme de couleurs qu'il peut transmettre à travers l'échantillon d'essai), le pourcentage de transmission d'échantillon, la plage logarithmique d'absorption d'échantillon et parfois un pourcentage de mesure de réflectance.

Un spectrophotomètre est couramment utilisé pour la mesure de la transmittance ou de la réflectance de solutions, de solides transparents ou opaques, tels que le verre poli, ou de gaz. Bien que de nombreux produits biochimiques soient colorés, comme dans, ils absorbent la lumière visible et peuvent donc être mesurés par des procédures colorimétriques, même les produits biochimiques incolores peuvent souvent être convertis en composés colorés adaptés aux réactions chromogènes de formation de couleurs pour produire des composés adaptés à l'analyse colorimétrique. Cependant, ils peuvent également être conçus pour mesurer la diffusivité sur l'une des plages de lumière répertoriées qui couvrent généralement environ 200 nm à 2500 nm en utilisant différents contrôles et étalonnages. Dans ces plages de lumière, des étalonnages sont nécessaires sur la machine à l'aide d'étalons dont le type varie en fonction de la longueur d'onde de la détermination photométrique.

Un exemple d'expérience dans laquelle la spectrophotométrie est utilisée est la détermination de la constante d'équilibre d'une solution. Une certaine réaction chimique au sein d'une solution peut se produire dans le sens direct et inverse, où les réactifs forment des produits et les produits se décomposent en réactifs. À un moment donné, cette réaction chimique atteindra un point d'équilibre appelé point d'équilibre. Afin de déterminer les concentrations respectives de réactifs et de produits à ce stade, la transmittance lumineuse de la solution peut être testée par spectrophotométrie. La quantité de lumière qui traverse la solution est indicative de la concentration de certains produits chimiques qui ne laissent pas passer la lumière.

L'absorption de la lumière est due à l'interaction de la lumière avec les modes électroniques et vibrationnels des molécules. Chaque type de molécule a un ensemble individuel de niveaux d'énergie associés à la composition de ses liaisons chimiques et de ses noyaux, et absorbe donc la lumière de longueurs d'onde ou d'énergies spécifiques, ce qui entraîne des propriétés spectrales uniques. Ceci est basé sur sa composition spécifique et distincte.

L'utilisation des spectrophotomètres couvre divers domaines scientifiques, tels que la physique, la science des matériaux, la chimie, la biochimie et la biologie moléculaire. Ils sont largement utilisés dans de nombreuses industries, notamment les semi-conducteurs, la fabrication laser et optique, l'impression et les examens médico-légaux, ainsi que dans les laboratoires pour l'étude des substances chimiques. La spectrophotométrie est souvent utilisée dans les mesures d'activités enzymatiques, les déterminations de concentrations de protéines, les déterminations de constantes cinétiques enzymatiques et les mesures de réactions de liaison de ligands. Au final, un spectrophotomètre est capable de déterminer, en fonction du contrôle ou de l'étalonnage, quelles substances sont présentes dans une cible et en quelle quantité grâce à des calculs de longueurs d'onde observées.

En astronomie, le terme spectrophotométrie désigne la mesure du spectre d'un objet céleste dans laquelle l'échelle de flux du spectre est calibrée en fonction de la longueur d'onde, généralement par comparaison avec une observation d'une étoile étalon spectrophotométrique, et corrigée de l'absorption de lumière par l'atmosphère terrestre.


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Le terme spectre est défini comme la totalité de la longueur d'onde électromagnétique.

La spectroscopie a commencé en 1666 lorsque Sir Isaac Newton a découvert que la lumière blanche passant à travers un prisme de verre divisait la lumière en un arc-en-ciel. Pour confirmer cela, Newton a passé l'arc-en-ciel à travers un autre prisme et il s'est recombiné en lumière blanche.

La spectroscopie a décollé au 19ème siècle lorsque Joseph Fraunhofer a pris un spectre du Soleil et a remarqué des lignes sombres dans les spectres

En 1857, Gustav Kirchhoff et Robert Bunsen ont expérimenté des spectres chimiques de laboratoire et ont déterminé que chaque élément chimique a sa propre signature spectrale unique - appelée raies spectrales. De plus, Kirchhoff a résumé les trois éléments importants des spectres, appelés lois de Kirchhoff. Pour comprendre les lois, il est important de comprendre le concept de « corps noir ». Ce n'est pas un objet noir ou sombre, mais un corps noir est un objet théorique qui émet toute la lumière et le rayonnement qui lui sont dirigés. Si 100 % de la lumière éclairait un corps noir, 100 % de cette lumière émanerait.

Lois Kirchhoffs (trois d'entre elles) :

1. Un corps noir processus a spectre continu, exempt de raies spectrales.

2. Un gaz chaud et transparent produira lignes d'émission - une série de lignes lumineuses sur un fond sombre.

3. Un gaz transparent frais devant un corps noir produira lignes d'absorption - des raies sombres sur un spectre qui apparaîtraient au même endroit qu'un nuage de gaz chaud composé des mêmes éléments.

Un réseau de diffraction n'est rien de plus qu'une plaque de verre taillée spéciale avec de petites lignes gravées dans le verre. Plus les coupes sont précises et nombreuses, plus les spectres sont précis. La raison pour laquelle les réseaux sont utilisés à la place des prismes est que le réseau peut être ajusté et le prisme ne le peut pas. Le prisme d'un spectroscope doit avoir des angles de 60 degrés et ne peut pas être tourné.

L'image ci-dessus provient du groupe d'astronomes amateurs Spectrashift.com utilisant ce style de spectroscope pour capturer la vitesse radiale d'une oscillation d'étoiles à la suite d'une exoplanète.

L'image ci-dessous montre les spectres de Fraunhofer, avec les raies Fraunhofer les plus brillantes (indiquées par les lettres de l'alphabet). Cette image montre également les fréquences de chaque couleur.

Crédit d'image - et informations supplémentaires.


Différence entre spectroscopie et spectrométrie

Livre d'or

IUPAC. Compendium de terminologie chimique, 2e éd. (les Livre d'or). Compilé par A. D. McNaught et A. Wilkinson. Publications scientifiques Blackwell, Oxford (1997).

Contient également la définition de : spectrométrie

L'étude des systèmes physiques<ref>Les parties représentatives du système (par exemple le sérum) peuvent être traitées (par exemple diluées) avant la mesure. En chimie analytique, l'instrumentation ou des parties de celle-ci peuvent également être considérées comme des systèmes</ref> par le rayonnement électromagnétique avec lequel elles interagissent ou qu'elles produisent. Spectrométrie est la mesure de ces rayonnements comme moyen d'obtenir des informations sur les systèmes et leurs composants. Dans certains types de spectroscopie optique, le rayonnement provient d'une source externe et est modifié par le système, alors que dans d'autres types, le rayonnement provient du système lui-même.


Différence entre photométrie et spectrophotométrie

La photométrie et la spectrophotométrie sont deux applications importantes des mesures de la lumière. Ces deux méthodes ont diverses applications dans des domaines tels que la chimie, la physique, l'optique et l'astronomie. Il est essentiel d'avoir une solide compréhension de ces concepts afin d'exceller dans de tels domaines. Cet article présente les définitions, applications, exemples, similitudes et enfin les différences entre photométrie et spectrophotométrie.

Qu'est-ce que la spectrophotométrie ?

Pour comprendre la spectrophotométrie, il faut d'abord comprendre la notion de spectre, notamment le spectre d'absorption. La lumière est une forme d'ondes électromagnétiques. Il existe d'autres formes d'ondes électromagnétiques telles que les rayons X, les micro-ondes, les ondes radio, les rayons infrarouges et ultraviolets. L'énergie de ces ondes dépend de la longueur d'onde ou de la fréquence de l'onde. Les ondes à haute fréquence ont de grandes quantités d'énergie et les ondes à basse fréquence ont de faibles quantités d'énergie. Les ondes lumineuses sont constituées de petits paquets d'ondes ou d'énergie appelés photons. Pour un rayon monochromatique, l'énergie d'un photon est fixe. Le spectre électromagnétique est le tracé de l'intensité en fonction de la fréquence des photons. Lorsqu'un faisceau d'ondes ayant toute une gamme de longueurs d'onde traverse un liquide ou un gaz, les liaisons ou les électrons de ces matériaux absorbent certains photons du faisceau. C'est en raison de l'effet de la mécanique quantique que seuls les photons avec certaines énergies sont absorbés. Cela peut être compris en utilisant les diagrammes de niveau d'énergie des atomes et des molécules. La spectrophotométrie est la mesure quantitative des propriétés de réflexion ou de transmission d'un matériau en fonction de la longueur d'onde. Pour la région visible, la lumière blanche parfaite contient toutes les longueurs d'onde de la région. Supposons que la lumière blanche soit envoyée à travers une solution absorbant les photons avec une longueur d'onde de 570 nm. Cela signifie que les photons rouges du spectre sont maintenant réduits. Cela provoquera un blanc ou une intensité réduite à la marque de 570 nm du tracé de l'intensité en fonction de la longueur d'onde. L'intensité de la lumière transmise en proportion de la lumière projetée peut être tracée pour certaines concentrations connues, et l'intensité résultante de l'échantillon inconnu peut être utilisée pour déterminer la concentration de la solution.

Qu'est-ce que la photométrie ?

Le terme « photo » signifie lumière et le terme « métrie » fait référence à la mesure. La photométrie est la science de la mesure de la lumière, en termes de luminosité perçue par l'œil humain. En photométrie, la norme est l'œil humain. La sensibilité de l'œil humain aux différentes couleurs est différente. Ceci doit être pris en compte en photométrie. Par conséquent, des méthodes d'amplification sont utilisées pour que l'effet de chaque couleur soit le même que celui de l'œil. Étant donné que l'œil humain n'est sensible qu'à la lumière visible, la photométrie ne tombe que dans cette plage.

Quelle est la différence entre la photométrie et la spectrophotométrie ?

• La spectrophotométrie s'applique à l'ensemble du spectre électromagnétique, mais la photométrie n'est applicable qu'à la lumière visible.

• La photométrie mesure la luminosité totale vue par l'œil humain, mais la spectrophotométrie mesure l'intensité à chaque longueur d'onde sur toute la gamme du spectre électromagnétique pour laquelle les mesures sont nécessaires.


Quelle est la différence entre la spectrophotométrie et la spectroscopie?

Vous pouvez penser à Spectrométrie comme étude générale de l'interaction de la matière avec les ondes électromagnétiques (l'ensemble des spectres). Pendant que Spectrophotométrie est la mesure quantitative des propriétés de réflexion et de transmission des spectres lumineux des matériaux en fonction de la longueur d'onde. Notez que du point de vue du premier principe, vous devez avoir le premier pour le second. Considérez le premier comme le composant fondamental (la physique) et le second comme une application du premier pour un sujet de mesure spécifique.

Explication:

Spectroscopie est l'étude de l'interaction entre la matière et l'énergie rayonnée (ondes électromagnétiques). Cela peut être interprété comme la science de l'étude des interactions entre la matière et le rayonnement. Pour comprendre la spectroscopie, il faut d'abord comprendre le spectre électromagnétique qui s'étend des micro-ondes, des ondes radio, des rayons infrarouges et ultraviolets, des rayons X et des rayons gamma. L'énergie de ces ondes dépend de la longueur d'onde ou de la fréquence de l'onde. Les ondes à haute fréquence ont de grandes quantités d'énergie et les ondes à basse fréquence ont de faibles quantités d'énergie.

Si vous regardez la définition NIST de la spectrophotométrie, c'est que
:
" La spectrophotométrie est la mesure quantitative des propriétés de réflexion ou de transmission d'un matériau en fonction de la longueur d'onde. Bien que relativement simple dans son concept, la détermination de la réflectance ou de la transmittance implique un examen attentif des conditions géométriques et spectrales de la mesure ."

Un spectrophotomètre se compose de deux instruments, à savoir un spectromètre pour produire de la lumière de n'importe quelle couleur sélectionnée (longueur d'onde), et un photomètre pour mesurer l'intensité de la lumière. Les instruments sont disposés de sorte que le liquide dans une cuvette puisse être placé entre le faisceau du spectromètre et le photomètre. La quantité de lumière traversant le tube est mesurée par le photomètre. Le photomètre délivre un signal de tension à un dispositif d'affichage, normalement un galvanomètre. Le signal change à mesure que la quantité de lumière absorbée par le liquide change.