একটি স্পেকট্রোমিটার একটি বৈজ্ঞানিক যন্ত্র, যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশনের বর্ণালী বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়, এটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে আলোর তীব্রতার বিতরণকে প্রতিনিধিত্ব করে বর্ণালী হিসাবে বিকিরণগুলির একটি বর্ণালী প্রদর্শন করতে পারে (y-অক্ষ হল তীব্রতা, x-অক্ষ হল তরঙ্গদৈর্ঘ্য। /আলোর ফ্রিকোয়েন্সি)।আলোকে স্পেকট্রোমিটারের অভ্যন্তরে তার উপাদানের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে বিম স্প্লিটার দ্বারা আলাদা করা হয়, যা সাধারণত প্রতিসরণমূলক প্রিজম বা ডিফ্র্যাকশন গ্রেটিং চিত্র 1।
চিত্র 1 আলোক বাল্ব এবং সূর্যালোকের বর্ণালী (বাম), ঝাঁঝরি এবং প্রিজমের বিম বিভাজন নীতি (ডানদিকে)
আলোর উৎসের নির্গমন বর্ণালী সরাসরি পরীক্ষা করে অথবা কোনো উপাদানের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার পর আলোর প্রতিফলন, শোষণ, সংক্রমণ বা বিচ্ছুরণ বিশ্লেষণ করে অপটিক্যাল রেডিয়েশনের বিস্তৃত পরিসর পরিমাপ করতে স্পেকট্রোমিটার গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।আলো এবং পদার্থের মিথস্ক্রিয়া করার পরে, বর্ণালী একটি নির্দিষ্ট বর্ণালী পরিসর বা একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তন অনুভব করে এবং বর্ণালীর পরিবর্তন অনুসারে পদার্থের বৈশিষ্ট্যগুলি গুণগত বা পরিমাণগতভাবে বিশ্লেষণ করা যেতে পারে, যেমন জৈবিক এবং রাসায়নিক বিশ্লেষণ রক্তের গঠন এবং ঘনত্ব এবং অজানা সমাধান, এবং অণুর বিশ্লেষণ, পারমাণবিক গঠন এবং উপাদানের মৌলিক গঠন চিত্র 2।
চিত্র 2 বিভিন্ন ধরণের তেলের ইনফ্রারেড শোষণ বর্ণালী
মূলত পদার্থবিদ্যা, জ্যোতির্বিদ্যা, রসায়ন অধ্যয়নের জন্য উদ্ভাবিত, স্পেকট্রোমিটার এখন রাসায়নিক প্রকৌশল, পদার্থ বিশ্লেষণ, জ্যোতির্বিজ্ঞান, চিকিৎসা ডায়াগনস্টিকস এবং বায়ো-সেন্সিং-এর মতো অনেক ক্ষেত্রে অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ যন্ত্র।17 শতকে, আইজ্যাক নিউটন একটি প্রিজমের মধ্য দিয়ে সাদা আলোর একটি রশ্মি দিয়ে আলোকে অবিচ্ছিন্ন রঙিন ব্যান্ডে বিভক্ত করতে সক্ষম হন এবং এই ফলাফল বর্ণনা করার জন্য প্রথমবার "স্পেকট্রাম" শব্দটি ব্যবহার করেন চিত্র 3।
চিত্র 3 আইজ্যাক নিউটন একটি প্রিজম দিয়ে সূর্যালোক বর্ণালী অধ্যয়ন করেন।
19 শতকের শুরুতে, জার্মান বিজ্ঞানী জোসেফ ফন ফ্রাউনহোফার (ফ্রাঙ্কোফার), প্রিজম, ডিফ্র্যাকশন স্লিট এবং টেলিস্কোপগুলির সাথে একত্রিত হয়ে উচ্চ নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতার সাথে একটি স্পেকট্রোমিটার তৈরি করেছিলেন, যা সৌর নির্গমনের বর্ণালী বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল চিত্র 4। প্রথমবারের মতো পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে যে সূর্যের সাত রঙের বর্ণালী অবিচ্ছিন্ন নয়, তবে এটিতে অনেকগুলি অন্ধকার রেখা রয়েছে (600 টিরও বেশি বিযুক্ত রেখা) যা বিখ্যাত "ফ্রাঙ্কেনহোফার লাইন" নামে পরিচিত।তিনি এই লাইনগুলির মধ্যে সবচেয়ে স্বতন্ত্র নাম দিয়েছেন A, B, C...H এবং তিনি B এবং H এর মধ্যে প্রায় 574টি লাইন গণনা করেছেন যা সৌর বর্ণালীতে বিভিন্ন উপাদানের শোষণের সাথে মিলে যায় চিত্র 5. একই সময়ে, ফ্রাউনহোফারও ছিলেন প্রথমে রেখার বর্ণালী পেতে এবং বর্ণালী রেখার তরঙ্গদৈর্ঘ্য গণনা করতে একটি বিবর্তন গ্রেটিং ব্যবহার করুন।
চিত্র 4. একটি প্রাথমিক স্পেকট্রোমিটার, মানুষের সাথে দেখা
চিত্র 5 ফ্রাউন ওয়াফ লাইন (ফিতাতে গাঢ় রেখা)
চিত্র 6 সৌর বর্ণালী, যার অবতল অংশ ফ্রাউন উলফেল লাইনের সাথে সম্পর্কিত
19 শতকের মাঝামাঝি সময়ে, জার্মান পদার্থবিদ কির্চহফ এবং বুনসেন, হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ে একসাথে কাজ করেছিলেন এবং বুনসেনের নতুন ডিজাইন করা শিখা টুল (বুনসেন বার্নার) দিয়ে এবং বিভিন্ন রাসায়নিকের নির্দিষ্ট বর্ণালী রেখাগুলি লক্ষ্য করে প্রথম বর্ণালী বিশ্লেষণ করেছিলেন। (লবণ) বুনসেন বার্নার শিখা ডুমুর মধ্যে ছিটিয়ে.7. তারা বর্ণালী পর্যবেক্ষণ করে উপাদানগুলির গুণগত পরীক্ষা উপলব্ধি করে এবং 1860 সালে আটটি উপাদানের বর্ণালী আবিষ্কার প্রকাশ করে এবং বেশ কয়েকটি প্রাকৃতিক যৌগে এই উপাদানগুলির অস্তিত্ব নির্ধারণ করে।তাদের অনুসন্ধানগুলি স্পেকট্রোস্কোপি বিশ্লেষণাত্মক রসায়নের একটি গুরুত্বপূর্ণ শাখা তৈরির দিকে পরিচালিত করেছিল: বর্ণালী বিশ্লেষণ
Fig.7 শিখা প্রতিক্রিয়া
20 শতকের 20 এর দশকে, ভারতীয় পদার্থবিদ সিভি রমন জৈব দ্রবণে আলো এবং অণুর অস্থিতিশীল বিক্ষিপ্ত প্রভাব আবিষ্কার করতে একটি স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করেছিলেন।তিনি লক্ষ্য করেছেন যে আলোর সাথে মিথস্ক্রিয়া করার পরে ঘটনা আলো উচ্চ এবং নিম্ন শক্তির সাথে বিক্ষিপ্ত হয়, যাকে পরে বলা হয় রমন স্ক্যাটারিং ডুমুর 8। আলোক শক্তির পরিবর্তন অণুর মাইক্রোস্ট্রাকচারকে চিহ্নিত করে, তাই রমন স্ক্যাটারিং স্পেকট্রোস্কোপি ব্যাপকভাবে উপকরণ, ওষুধ, রাসায়নিক ব্যবহারে ব্যবহৃত হয়। এবং অন্যান্য শিল্পগুলি পদার্থের আণবিক প্রকার এবং গঠন সনাক্ত এবং বিশ্লেষণ করতে।
চিত্র 8 আলো অণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করার পরে শক্তির পরিবর্তন হয়
20 শতকের 30-এর দশকে, আমেরিকান বিজ্ঞানী ডঃ বেকম্যান সর্বপ্রথম প্রতিটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে অতিবেগুনী বর্ণালীর শোষণ পরিমাপের প্রস্তাব করেন যাতে সম্পূর্ণ শোষণ বর্ণালী ম্যাপ করা যায়, যার ফলে দ্রবণে রাসায়নিকের প্রকার ও ঘনত্ব প্রকাশ করা হয়।এই ট্রান্সমিশন শোষণ আলো রুট আলোর উৎস, স্পেকট্রোমিটার এবং নমুনা নিয়ে গঠিত।বর্তমান সমাধান রচনা এবং ঘনত্ব সনাক্তকরণের অধিকাংশ এই সংক্রমণ শোষণ বর্ণালী উপর ভিত্তি করে.এখানে, আলোর উত্সটি নমুনায় বিভক্ত করা হয়েছে এবং বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য পেতে প্রিজম বা গ্রেটিং স্ক্যান করা হয়েছে চিত্র 9।
চিত্র.9 শোষণ সনাক্তকরণের নীতি –
20 শতকের 40 এর দশকে, প্রথম সরাসরি সনাক্তকরণ স্পেকট্রোমিটার আবিষ্কৃত হয়েছিল, এবং প্রথমবারের মতো, ফটোমাল্টিপ্লায়ার টিউব PMT এবং ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি ঐতিহ্যগত মানুষের চোখের পর্যবেক্ষণ বা ফটোগ্রাফিক ফিল্মকে প্রতিস্থাপিত করেছিল, যা তরঙ্গদৈর্ঘ্য চিত্রের বিরুদ্ধে বর্ণালী তীব্রতা সরাসরি পড়তে পারে। 10. এইভাবে, একটি বৈজ্ঞানিক যন্ত্র হিসাবে স্পেকট্রোমিটারটি সময়ের সাথে সাথে ব্যবহারের সহজতা, পরিমাণগত পরিমাপ এবং সংবেদনশীলতার ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে।
চিত্র 10 ফটো মাল্টিপ্লায়ার টিউব
20 শতকের মাঝামাঝি থেকে শেষের দিকে, স্পেকট্রোমিটার প্রযুক্তির বিকাশ অপটোইলেক্ট্রনিক সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ এবং ডিভাইসগুলির বিকাশ থেকে অবিচ্ছেদ্য ছিল।1969 সালে, বেল ল্যাবসের উইলার্ড বয়েল এবং জর্জ স্মিথ সিসিডি (চার্জ-কাপল্ড ডিভাইস) উদ্ভাবন করেন, যা পরবর্তীতে 1970-এর দশকে মাইকেল এফ. টম্পসেট দ্বারা ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনে উন্নত ও উন্নত করা হয়।উইলার্ড বয়েল (বামে), জর্জ স্মিথ জিতেছেন যারা তাদের সিসিডি (2009) উদ্ভাবনের জন্য নোবেল পুরস্কার জিতেছেন চিত্র 11তে দেখানো হয়েছে। 1980 সালে, জাপানের এনইসি-র নোবুকাজু তেরনিশি একটি নির্দিষ্ট ফটোডিওড উদ্ভাবন করেছিলেন, যা চিত্রের শব্দের অনুপাতকে ব্যাপকভাবে উন্নত করেছিল এবং রেজোলিউশনপরবর্তীতে, 1995 সালে, নাসার এরিক ফসাম CMOS (পরিপূরক মেটাল-অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর) ইমেজ সেন্সর উদ্ভাবন করেন, যা অনুরূপ সিসিডি ইমেজ সেন্সর থেকে 100 গুণ কম শক্তি খরচ করে এবং এর উৎপাদন খরচ অনেক কম।
চিত্র 11 উইলার্ড বয়েল (বাম), জর্জ স্মিথ এবং তাদের সিসিডি (1974)
20 শতকের শেষের দিকে, সেমিকন্ডাক্টর অপটোইলেক্ট্রনিক চিপ প্রসেসিং এবং ম্যানুফ্যাকচারিং প্রযুক্তির চলমান উন্নতি, বিশেষ করে স্পেকট্রোমিটারে অ্যারে CCD এবং CMOS-এর প্রয়োগের ফলে চিত্র 12, একটি একক এক্সপোজারের অধীনে বর্ণালীর একটি সম্পূর্ণ পরিসর পাওয়া সম্ভব হয়।সময়ের সাথে সাথে, রঙ সনাক্তকরণ/পরিমাপ, লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশ্লেষণ, এবং ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি, এলইডি বাছাই, ইমেজিং এবং আলোক সংবেদন সরঞ্জাম, ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি, রমন স্পেকট্রোস্কোপি এবং আরও অনেক কিছু সহ কিন্তু সীমাবদ্ধ নয় এমন বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনে স্পেকট্রোমিটারের ব্যাপক ব্যবহার পাওয়া গেছে। .
চিত্র 12 বিভিন্ন সিসিডি চিপস
একবিংশ শতাব্দীতে, বিভিন্ন ধরণের স্পেকট্রোমিটারের নকশা এবং উত্পাদন প্রযুক্তি ধীরে ধীরে পরিপক্ক এবং স্থিতিশীল হয়েছে।জীবনের সকল ক্ষেত্রে স্পেকট্রোমিটারের ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে, স্পেকট্রোমিটারের বিকাশ আরও দ্রুত এবং শিল্প-নির্দিষ্ট হয়ে উঠেছে।প্রচলিত অপটিক্যাল প্যারামিটার সূচকগুলি ছাড়াও, বিভিন্ন শিল্পের ভলিউম আকার, সফ্টওয়্যার ফাংশন, যোগাযোগ ইন্টারফেস, প্রতিক্রিয়া গতি, স্থিতিশীলতা এবং এমনকি স্পেকট্রোমিটারের খরচের কাস্টমাইজড প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, যার ফলে স্পেকট্রোমিটারের বিকাশ আরও বৈচিত্র্যময় হয়ে উঠেছে।
পোস্টের সময়: নভেম্বর-28-2023