Strumento in grado di produrre uno spettro
di assorbimento o di emissione e di registrare e misurare la posizione delle
righe spettrali.
• Astron. - Gli
s. utilizzati in campo
astronomico possono essere
interferometrici, basati sulla relazione tra
figure di interferenza e lunghezza d'onda della radiazione;
a eterodina,
basati sulla rilevazione dei battimenti ottenuti combinando la radiazione da
analizzare con una seconda radiazione prodotta da una sorgente locale in modo
opportuno.
• Fis. - Gli
s. possono essere classificati, in
base al loro modo di operare, in
s. a emissione e in
s. ad
assorbimento. I primi sono costituiti da una sorgente di radiazione, da un
sistema che permette di collimare e indirizzare la radiazione, da una cella
portacampioni e da un rivelatore; i secondi differiscono dai primi per il fatto
che la sorgente di radiazione è il campione stesso da analizzare,
opportunamente eccitato. La sorgente utilizzata negli
s. ad assorbimento
dipende dalle lunghezze d'onda alle quali si indaga la modalità di
assorbimento del campione; nel caso di radiazioni elettromagnetiche, solo le
sorgenti laser garantiscono una radiazione perfettamente monocromatica, mentre
negli altri casi è necessario inserire un sistema
monocromatore,
che la disperda e la selezioni in modo opportuno. L'emissione della sorgente
può essere continua, in un intervallo più o meno ampio di
lunghezze d'onda, o pulsante, come nel caso dell'assorbimento atomico, in cui si
preferisce utilizzare sorgenti che emettono solo a frequenze di risonanza del
campione. Le radiazioni emesse dalla sorgente passano poi attraverso un sistema
di filtri e lenti, aventi il compito di focalizzare e allineare il fascio
stesso, che viene in seguito disperso dal monocromatore. La caratteristica
principale di un monocromatore è il suo
potere risolutivo, che
indica la minima separazione in lunghezza d'onda tra due righe spettrali e
misura, quindi, la capacità di dispersione dello strumento. I
monocromatori a dispersione più diffusi sono i prismi e i reticoli. La
radiazione, resa monocromatica tramite il monocromatore, viene poi inviata nella
cella portacampione, dove avviene l'interazione con il campione. Nella
spettroscopia classica di assorbimento, essa è costituita da un semplice
contenitore, trasparente alla radiazione incidente, di dimensioni e tipologia
anche molto diverse a seconda del tipo di radiazione utilizzata;
nell'assorbimento atomico e nella spettroscopia d'emissione, invece, la cella
è dotata di un sistema di eccitazione del campione, fiamma, fornetto o
plasma. L'eccitazione mediante plasma contenente un'elevata concentrazione di
cationi allo stato eccitato e di elettroni fornisce risultati più
affidabili rispetto alle altre tecniche. Poiché le misure di assorbanza
effettuate in
s. d'assorbimento sono sempre relative, ottenute per
confronto tra l'assorbanza del campione e quella del bianco costituito dalla
matrice priva del campione, è necessario che nella cella siano contenuti
sia il campione sia il bianco; negli strumenti
monoraggio, caratterizzati
da un singolo raggio incidente, per ogni lunghezza d'onda è necessario
effettuare due misure in successione, una per il campione e l'altra per il
bianco, mentre negli strumenti
a doppio raggio, nei quali la radiazione
viene sdoppiata, con vari sistemi, prima di giungere sul campione, è
possibile effettuare la misura contemporanea delle due intensità. La
parte di radiazione non assorbita dal campione viene inviata, infine, sul
rivelatore, nel quale avviene la traduzione sotto forma di segnale elettrico;
negli strumenti monoraggio, i segnali del bianco e del campione arrivano in
tempi diversi sul rivelatore, mentre negli strumenti a doppio raggio giungono
alternati in rapida successione.