វិសាលគមជាឧបករណ៍វិទ្យាសាស្ត្រ ប្រើសម្រាប់វិភាគវិសាលគមនៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក វាអាចបង្ហាញវិសាលគមនៃវិទ្យុសកម្មជាវិសាលគមតំណាងឱ្យការចែកចាយនៃអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺទាក់ទងនឹងរលក (អ័ក្ស y គឺជាអាំងតង់ស៊ីតេ អ័ក្ស x គឺជាប្រវែងរលក។ / ភាពញឹកញាប់នៃពន្លឺ) ។ពន្លឺមានភាពខុសប្លែកគ្នាដែលបំបែកទៅជារលកនៃធាតុផ្សំរបស់វានៅខាងក្នុង spectrometer ដោយឧបករណ៍បំបែកធ្នឹម ដែលជាធម្មតាជាព្រីសចំណាំងផ្លាត ឬ gratings diffraction រូបភាពទី 1 ។
រូបទី 1 វិសាលគមនៃអំពូល និងពន្លឺព្រះអាទិត្យ (ឆ្វេង) គោលការណ៍បំបែកធ្នឹមនៃ grating និង prism (ស្តាំ)
Spectrometers ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការវាស់ស្ទង់ជួរដ៏ធំទូលាយនៃវិទ្យុសកម្មអុបទិក មិនថាដោយការពិនិត្យមើលដោយផ្ទាល់នូវវិសាលគមនៃការបំភាយនៃប្រភពពន្លឺ ឬដោយការវិភាគការឆ្លុះបញ្ចាំង ការស្រូប ការបញ្ជូន ឬការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃពន្លឺបន្ទាប់ពីអន្តរកម្មរបស់វាជាមួយសម្ភារៈ។បន្ទាប់ពីអន្តរកម្មនៃពន្លឺ និងរូបធាតុ វិសាលគមជួបប្រទះការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងជួរវិសាលគមជាក់លាក់មួយ ឬប្រវែងរលកជាក់លាក់មួយ ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់សារធាតុអាចត្រូវបានវិភាគតាមគុណភាព ឬបរិមាណយោងទៅតាមការផ្លាស់ប្តូរវិសាលគម ដូចជាការវិភាគជីវសាស្ត្រ និងគីមីនៃ សមាសភាព និងកំហាប់នៃឈាម និងដំណោះស្រាយដែលមិនស្គាល់ និងការវិភាគនៃម៉ូលេគុល រចនាសម្ព័ន្ធអាតូមិក និងសមាសធាតុធាតុនៃវត្ថុធាតុដើម រូបភាពទី 2 ។
រូបភាពទី 2 វិសាលគមស្រូបចូលអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃប្រភេទប្រេងផ្សេងៗ
ត្រូវបានបង្កើតឡើងដំបូងសម្រាប់ការសិក្សាលើរូបវិទ្យា តារាសាស្ត្រ គីមីវិទ្យា ឥឡូវនេះឧបករណ៍វាស់ស្ទង់គឺជាឧបករណ៍ដ៏សំខាន់បំផុតមួយក្នុងវិស័យជាច្រើនដូចជា វិស្វកម្មគីមី ការវិភាគសម្ភារៈ វិទ្យាសាស្ត្រតារាសាស្ត្រ រោគវិនិច្ឆ័យវេជ្ជសាស្ត្រ និងជីវវិទ្យា។នៅសតវត្សទី 17 អ៊ីសាកញូតុនអាចបំបែកពន្លឺទៅជាក្រុមពណ៌បន្តដោយឆ្លងកាត់ធ្នឹមនៃពន្លឺពណ៌សតាមរយៈព្រីមមួយហើយបានប្រើពាក្យ "វិសាលគម" ជាលើកដំបូងដើម្បីពិពណ៌នាអំពីលទ្ធផលនេះ រូបភព 3 ។
រូបភាពទី 3 អ៊ីសាក ញូតុន សិក្សាពីវិសាលគមពន្លឺព្រះអាទិត្យជាមួយនឹងព្រីម។
នៅដើមសតវត្សទី 19 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាឡឺម៉ង់ Joseph von Fraunhofer (Franchofer) រួមផ្សំជាមួយ prisms, diffraction slits និង telescopes បានបង្កើត spectrometer ជាមួយនឹងភាពជាក់លាក់ និងភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីវិភាគវិសាលគមនៃការបំភាយពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ សង្កេតឃើញជាលើកដំបូងដែលវិសាលគមនៃពណ៌ប្រាំពីររបស់ព្រះអាទិត្យគឺមិនបន្តទេប៉ុន្តែមានបន្ទាត់ងងឹតមួយចំនួន (ជាង 600 បន្ទាត់ដាច់ដោយឡែក) នៅលើវាដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា "បន្ទាត់ Frankenhofer" ដ៏ល្បីល្បាញ។គាត់បានដាក់ឈ្មោះដាច់ពីគេបំផុតនៃបន្ទាត់ទាំងនេះ A, B, C...H ហើយគាត់បានរាប់ចំនួន 574 រវាង B និង H ដែលត្រូវនឹងការស្រូបយកធាតុផ្សេងៗគ្នានៅលើវិសាលគមព្រះអាទិត្យ រូបភាពទី 5 ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ Fraunhofer ក៏ជា ដំបូងត្រូវប្រើឧបករណ៍បំប៉ោងដើម្បីទទួលបានវិសាលគមបន្ទាត់ និងគណនារលកនៃបន្ទាត់វិសាលគម។
រូបភព 4. ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ដំបូង ដែលមើលជាមួយមនុស្ស
រូបភាពទី 5 ខ្សែ Fraun Whaffe (បន្ទាត់ងងឹតនៅក្នុងខ្សែបូ)
រូបភាពទី 6 វិសាលគមពន្លឺព្រះអាទិត្យ ជាមួយនឹងផ្នែករាងកោងដែលត្រូវគ្នានឹងខ្សែបន្ទាត់ Fraun Wolfel
នៅពាក់កណ្តាលសតវត្សរ៍ទី 19 អ្នករូបវិទ្យាអាល្លឺម៉ង់ Kirchhoff និង Bunsen បានធ្វើការរួមគ្នានៅសាកលវិទ្យាល័យ Heidelberg ហើយជាមួយនឹងឧបករណ៍អណ្តាតភ្លើងដែលបានរចនាថ្មីរបស់ Bunsen (ឧបករណ៍ដុត Bunsen) ហើយបានធ្វើការវិភាគវិសាលគមដំបូងដោយកត់សម្គាល់ពីបន្ទាត់ជាក់លាក់នៃសារធាតុគីមីផ្សេងៗគ្នា។ (អំបិល) ប្រោះចូលទៅក្នុងភ្លើងដុតប៊ុនសិន។7. ពួកគេបានដឹងពីការពិនិត្យគុណភាពនៃធាតុដោយសង្កេតមើលវិសាលគម ហើយនៅឆ្នាំ 1860 បានបោះពុម្ពការរកឃើញនៃវិសាលគមនៃធាតុទាំងប្រាំបី ហើយបានកំណត់អត្ថិភាពនៃធាតុទាំងនេះនៅក្នុងបរិវេណធម្មជាតិជាច្រើន។ការរកឃើញរបស់ពួកគេបាននាំឱ្យមានការបង្កើតផ្នែកសំខាន់មួយនៃគីមីវិទ្យាវិភាគ spectroscopy: ការវិភាគ spectroscopic
រូបភាពទី ៧ ប្រតិកម្មអណ្តាតភ្លើង
នៅទសវត្សរ៍ទី 20 នៃសតវត្សទី 20 អ្នករូបវិទ្យាជនជាតិឥណ្ឌា CV Raman បានប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ដើម្បីស្វែងរកឥទ្ធិពលនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយមិនស្មើគ្នានៃពន្លឺ និងម៉ូលេគុលនៅក្នុងដំណោះស្រាយសរីរាង្គ។គាត់បានសង្កេតឃើញថា ពន្លឺនៃឧបទ្ទវហេតុបានខ្ចាត់ខ្ចាយជាមួយនឹងថាមពលខ្ពស់ជាង និងទាបបន្ទាប់ពីមានអន្តរកម្មជាមួយពន្លឺ ដែលក្រោយមកត្រូវបានគេហៅថា Raman scattering fig 8 ។ ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលពន្លឺបង្ហាញពីលក្ខណៈមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល ដូច្នេះ Raman scattering spectroscopy ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងសម្ភារៈ ឱសថ គីមី។ និងឧស្សាហកម្មផ្សេងទៀតដើម្បីកំណត់ និងវិភាគប្រភេទម៉ូលេគុល និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃសារធាតុ។
រូបភាពទី 8 ថាមពលផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពីពន្លឺធ្វើអន្តរកម្មជាមួយម៉ូលេគុល
នៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 30 នៃសតវត្សទី 20 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិអាមេរិក វេជ្ជបណ្ឌិត Beckman បានស្នើឡើងដំបូងដើម្បីវាស់ស្ទង់ការស្រូបយកកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៅរលកនីមួយៗដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ដើម្បីកំណត់វិសាលគមស្រូបពេញលេញ ដោយហេតុនេះបង្ហាញពីប្រភេទ និងការប្រមូលផ្តុំសារធាតុគីមីក្នុងដំណោះស្រាយ។ផ្លូវពន្លឺស្រូបយកការបញ្ជូននេះមានប្រភពពន្លឺ វិសាលគម និងគំរូ។ភាគច្រើននៃសមាសភាពនៃដំណោះស្រាយបច្ចុប្បន្ន និងការរកឃើញកំហាប់គឺផ្អែកលើវិសាលគមស្រូបយកការបញ្ជូននេះ។នៅទីនេះ ប្រភពពន្លឺត្រូវបានបំបែកនៅលើគំរូ ហើយព្រីម ឬក្រឡាចត្រង្គត្រូវបានស្កេន ដើម្បីទទួលបានរលកពន្លឺខុសៗគ្នា រូបភាពទី 9 ។
រូបភាពទី 9 គោលការណ៍នៃការរកឃើញការស្រូបយក -
ក្នុងទសវត្សរ៍ទី 40 នៃសតវត្សទី 20 ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្ទាល់ដំបូងត្រូវបានបង្កើត ហើយជាលើកដំបូង បំពង់ photomultiplier PMTs និងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកបានជំនួសការសង្កេតភ្នែករបស់មនុស្សតាមបែបប្រពៃណី ឬខ្សែភាពយន្តថតរូប ដែលអាចអានដោយផ្ទាល់នូវអាំងតង់ស៊ីតេនៃវិសាលគមប្រឆាំងនឹងរលកពន្លឺ។ 10. ដូច្នេះ spectrometer ជាឧបករណ៍វិទ្យាសាស្រ្តត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃភាពងាយស្រួលនៃការប្រើប្រាស់ ការវាស់វែងបរិមាណ និងភាពប្រែប្រួលក្នុងរយៈពេលនៃពេលវេលា។
រូបទី 10 បំពង់ Photomultiplier
នៅពាក់កណ្តាលដល់ចុងសតវត្សទី 20 ការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យា spectrometer គឺមិនអាចបំបែកចេញពីការអភិវឌ្ឍនៃសម្ភារៈ និងឧបករណ៍ semiconductor optoelectronic ។នៅឆ្នាំ 1969 Willard Boyle និង George Smith នៃ Bell Labs បានបង្កើត CCD (Charge-Coupled Device) ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានកែលម្អ និងអភិវឌ្ឍទៅជាកម្មវិធីរូបភាពដោយ Michael F. Tompsett ក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ។Willard Boyle (ឆ្វេង) George Smith បានឈ្នះអ្នកដែលឈ្នះរង្វាន់ណូបែលសម្រាប់ការច្នៃប្រឌិតរបស់ពួកគេនៃ CCD (2009) បានបង្ហាញរូបភាពទី 11 ។ នៅឆ្នាំ 1980 Nobukazu Teranishi នៃ NEC នៅប្រទេសជប៉ុនបានបង្កើត photodiode ថេរដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសមាមាត្រសំឡេងរំខានរូបភាពនិង ដំណោះស្រាយ។ក្រោយមកក្នុងឆ្នាំ 1995 លោក Eric Fossum របស់ NASA បានបង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារូបភាព CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) ដែលប្រើប្រាស់ថាមពលតិចជាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារូបភាព CCD ស្រដៀងគ្នា 100 ដង ហើយមានតម្លៃផលិតកម្មទាបជាងច្រើន។
រូបភាពទី 11 Willard Boyle (ឆ្វេង) George Smith និង CCD របស់ពួកគេ (1974)
នៅចុងបញ្ចប់នៃសតវត្សទី 20 ការកែលម្អជាបន្តបន្ទាប់នៃដំណើរការ និងបច្ចេកវិជ្ជាផលិតបន្ទះឈីប semiconductor optoelectronic ជាពិសេសជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់អារេ CCD និង CMOS នៅក្នុង spectrometers រូបភាពទី 12 វាអាចទទួលបានវិសាលភាពពេញលេញនៅក្រោមការប៉ះពាល់តែមួយ។យូរ ៗ ទៅ spectrometers បានរកឃើញការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងជួរដ៏ធំទូលាយនៃកម្មវិធី រួមទាំងប៉ុន្តែមិនកំណត់ចំពោះការរកឃើញ/ការវាស់វែងពណ៌ ការវិភាគរលកពន្លឺឡាស៊ែរ និង fluorescence spectroscopy ការតម្រៀប LED ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារូបភាព និងពន្លឺ ឧបករណ៍ fluorescence spectroscopy រ៉ាម៉ាន spectroscopy និងច្រើនទៀត។ .
រូបភាពទី 12 បន្ទះសៀគ្វី CCD ផ្សេងៗ
នៅក្នុងសតវត្សទី 21 បច្ចេកវិទ្យានៃការរចនា និងការផលិតនៃប្រភេទផ្សេងៗនៃ spectrometers មានភាពចាស់ទុំ និងស្ថេរភាពបន្តិចម្តងៗ។ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃតម្រូវការសម្រាប់ spectrometers នៅទូទាំងគ្រប់ស្រទាប់នៃជីវិត ការអភិវឌ្ឍន៍នៃ spectrometers កាន់តែលឿន និងជាក់លាក់ក្នុងឧស្សាហកម្ម។បន្ថែមពីលើសូចនាករប៉ារ៉ាម៉ែត្រអុបទិកធម្មតា ឧស្សាហកម្មផ្សេងៗគ្នាមានតម្រូវការតាមតម្រូវការនៃទំហំបរិមាណ មុខងារកម្មវិធី ចំណុចប្រទាក់ទំនាក់ទំនង ល្បឿនឆ្លើយតប ស្ថេរភាព និងសូម្បីតែការចំណាយលើវិសាលគមដែលធ្វើឱ្យការអភិវឌ្ឍន៍វិសាលគមកាន់តែសម្បូរបែប។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី 28-វិច្ឆិកា-2023