Haben Sie sich jemals gefragt, was passiert, wenn Sie ein Streichholz anzünden oder eine Kerze entzünden? Flammen sind faszinierend zu beobachten und können wertvolle Einblicke in die verschiedenen Chemikalien bieten, die sie enthalten. Das nächste Mal, wenn Sie eine Flamme sehen, denken Sie daran, dass es sich nicht nur um Licht und Wärme handelt; dort findet eine ganze Welt der Wissenschaft statt! In Flammen untersuchen Wissenschaftler Elemente mit einem speziellen Werkzeug namens Atomabsorptionsspektroskopie, das ihnen hilft, die Bestandteile verschiedener Materie zu verstehen.
Dieses wirklich coole Ding, das ein helles Licht auf ein Probe (ein kleines Stück dessen, was Wissenschaftler untersuchen möchten) richtet. Die Atome sind tatsächlich in der Probe enthalten und wenn das Licht darauf trifft, absorbieren die Atome einen Teil dieses Lichts. Stell dir vor, es wäre wie ein Schwamm, der Wasser aufsaugt! Das absorbierte Licht erregt die Atome, ein Phänomen, das mit Elektronen vergleichbar ist, die auf eine höhere Energieebene springen – Wenn du dir Elektronen wie eine Leiter vorstellst, dann springen sie eine Stufe höher. Wenn die Elektronen dann wieder auf ihre normale Ebene zurückfallen, emittieren sie Energie als Licht. Dieses Licht kann sehr spezifisch und wahrscheinlich einzigartig für jedes Element sein. Wissenschaftler untersuchen dieses Licht, um zu bestimmen, welche Elemente in der untersuchten Probe vorhanden sind.
Wenn Wissenschaftler ein Mineral untersuchen möchten, lösen sie es zunächst in seine flüssige Form auf, indem sie eine starke Flüssigkeit namens Säure hinzufügen. Es ist einfacher, dies zu analysieren. Wenn das Mineral flüssig wird, kann es in eine Flamme gesprüht werden. Die Elemente werden in der Flamme angeregt und emittieren Licht. Wissenschaftler analysieren dieses Licht, um festzustellen, welche Elemente im Mineralproben vorhanden sind.
Ein Nachteil ist, dass nur wenige Elemente gleichzeitig getestet werden können. Einige Elemente strahlen in der Flamme kein Licht ab, daher können Wissenschaftler diese nicht auf diese Weise analysieren. Wissenschaftler entwickeln neue Methoden, um diese Elemente zu untersuchen, zum Beispiel die induktiv gekoppelte Plasma-Atomemissionsspektroskopie, die hilft, einen Bereich von Elementen zu überprüfen.
Eine weitere Fallstrick ist, dass die Analyse durch andere Faktoren im Probeinfluss genommen werden kann. Und das kann es schwierig machen, sie auseinanderzuhalten. Es kann zu einigen Verwirrungen in den Ausgaben führen. Sie müssen auch eine bessere Methode zur Durchführung der Analyse entwickeln, weshalb Wissenschaftler mit Techniken wie Atomfluoreszenzspektroskopie das Rad neu erfinden, als neueste Lösung für diese beiden Probleme.
Aber es gibt genügend Spielraum für Verbesserungen, beginnend mit verschiedenen Flammentypen. Mehrere Flammen sind besser für die Analyse unterschiedlicher Proben. Ein Typ von Flamme ist eine spezielle Reduktionsflamme, die zum Finden von Elementen wie Quecksilber verwendet wird, die nicht durch eine normale Flamme nachweisbar sind. Das ist wirklich wichtig, weil Quecksilber gefährlich sein kann und bekannt sein muss, wie viel davon sich in einem bestimmten Stichprobenbefindet.
Das Hauptziel dieser Arbeit war es, eine neue Familie von Photodetektoren in der Atomabsorptionsspektroskopie einzusetzen. Detektoren sind Geräte, die das Licht der Flamme messen. Neue Detektoren (ladungscouplierte Geräte und Photomultiplikatoren) können die Empfindlichkeit und Genauigkeit einer Analyse erhöhen. Dies ermutigt Wissenschaftler, mehr dem Ergebnis zu vertrauen und bessere Schlüsse über die Natur der analysierten Studien zu ziehen.
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