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11.03 : Spectroscope - Géosciences


Le spectroscope est un outil permettant d'examiner quelles parties de la lumière blanche sont absorbées par une pierre précieuse (ainsi que par d'autres matériaux).
Les matériaux peuvent absorber des parties du spectre électromagnétique, et lorsque les parties absorbées se situent dans la plage visible, cette partie absorbée influencera la couleur du matériau.
Lorsqu'une pierre précieuse est observée avec un spectroscope, les parties absorbées apparaissent sous forme de lignes sombres et/ou de bandes dans l'image du spectroscope.

Il existe deux types de spectroscopes utilisés en gemmologie :

  1. Spectroscopes à réseau de diffraction (basés sur la diffraction)
  2. Spectroscopes à prismes (basés sur la dispersion)

De base

Absorption

La couleur, telle que perçue par l'œil humain, se compose des 7 couleurs de l'arc-en-ciel : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Toutes ces couleurs voyagent à des vitesses différentes et ont leurs propres longueurs d'onde. Lorsque toutes les couleurs ci-dessus se combinent, nous la voyons comme une lumière blanche.

Lorsque la lumière blanche atteint une substance, une partie des composants lumineux peut être absorbée par la substance. Les autres composants légers (résidus) forment la couleur de cette substance. Par exemple, si une pierre précieuse absorbe toutes les couleurs de l'arc-en-ciel à l'exception du rouge, seule la partie rouge de la lumière blanche d'origine sera visible et la pierre précieuse sera donc rouge.
Lorsqu'elles sont vues à travers un spectroscope, les parties de lumière absorbées par cette pierre précieuse disparaîtront de l'image du spectre et seul le rouge sera visible dans le prisme du spectroscope.
De même, si toutes les couleurs sauf le rouge et le bleu sont absorbées par une pierre précieuse, les couleurs résiduelles (rouge et bleu) donneront naissance à une pierre précieuse violette.

Les images ci-dessous donnent un exemple brut des deux situations mentionnées ci-dessus.

Figure (PageIndex{1}) : Absorption de toutes les longueurs d'onde sauf le rouge

Figure (PageIndex{2}) : Absorption de toutes les longueurs d'onde sauf rouge et bleu

Bien sûr, dans la vraie vie, les images spectrales sont beaucoup plus sophistiquées, avec de petites lignes et bandes indiquant des parties d'absorption spécifiques de la lumière blanche.
L'énergie des couleurs absorbées (ou mieux, des "longueurs d'onde") est transformée à l'intérieur de la pierre précieuse en d'autres types d'énergie, principalement de la chaleur.

Il faut considérer la couleur comme une forme d'énergie se déplaçant à une longueur d'onde spécifique.

Types de spectroscopes

En gemmologie, nous utilisons deux types de spectroscopes différents, chacun ayant ses propres caractéristiques.

1. Spectroscope à réseau de diffraction

Le spectroscope à réseau de diffraction est basé sur le principe de la diffraction. La marque la plus connue est peut-être OPL, qui est produite au Royaume-Uni par Colin Winter.
La lumière pénètre par une fente étroite et est ensuite diffractée par un film mince de matériau de réseau de diffraction. Cela produit une image à spectre linéaire avec une vue généralement plus large de la partie rouge qu'un spectroscope à prisme.
Ces spectroscopes n'ont pas d'échelle intégrée.

Figure (PageIndex{3}) : Spectre du réseau de diffraction

Figure (PageIndex{5}): À l'intérieur du spectroscope à réseau de diffraction

Figure (PageIndex{4}) : Spectre du réseau de diffraction avec échelle en nm

2. Spectroscope à prisme

Le spectroscope à prisme est basé sur la dispersion. La lumière entre par une fente étroite (certains modèles permettent de régler la largeur de la fente) et est ensuite dispersée à travers une série de prismes. Certains modèles ont un accessoire avec une balance intégrée. Ces modèles sont généralement plus chers que leurs cousins ​​de type diffraction.
Étant donné que les spectroscopes à prisme sont basés sur la dispersion, la zone bleue du spectre est plus étendue et les parties rouges sont plus condensées que les types de réseaux de diffraction.

Figure (PageIndex{6}):Spectre de prisme

Chiffre (Index des pages{8}) : À l'intérieur du spectroscope à prisme

Figure (PageIndex{7}) : Spectre prismatique avec échelle en nm

Utilisation du spectroscope

L'utilisation du spectroscope pose de nombreux problèmes à ceux qui ne connaissent pas l'instrument. Par conséquent, avant d'essayer de déterminer les spectres d'absorption des pierres précieuses, il est préférable de tenir le spectroscope contre différentes sources d'éclairage, telles qu'une ampoule fluorescente, un écran d'ordinateur, etc. Cela vous montrera des bandes d'absorption très claires dans la plupart des cas. .

Figure (PageIndex{9}) : Utilisation du spectroscope en lumière réfléchie

L'utilisation correcte du spectroscope et de l'éclairage est vitale lorsque l'on veut voir de bons spectres de pierres précieuses.
La technique la plus répandue consiste à utiliser la lumière réfléchie. La lumière pénètre dans le pavillon d'une pierre précieuse à un angle de 45º et le spectroscope doit être placé au même angle de l'autre côté.
La lumière parcourra ainsi son chemin le plus long possible, en captant le plus de couleurs.

Pour éviter que le fond sur lequel repose la pierre ne provoque de fausses lectures, il convient d'utiliser un sous-sol noir non réfléchissant, tel qu'un petit morceau de velours noir.

Une autre technique consiste à positionner la pierre précieuse et la source lumineuse (stylo) dans une main de manière à ce que la source lumineuse éclaire la pierre précieuse par derrière, visualisant ainsi la pierre précieuse en lumière transmise.

Il existe de jolis supports de spectroscope (certains avec éclairage intégré) sur le marché, mais acquérir de l'expérience en élimine le besoin.
Pour le nouvel utilisateur, il est recommandé de commencer avec une pierre précieuse qui produit un spectre d'absorption clair, comme le rubis synthétique.

Sources

  • Un guide de l'étudiant sur la spectroscopie (2003) - Colin Winter FGA, DGA

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Tous les articles publiés par MDPI sont rendus immédiatement disponibles dans le monde entier sous une licence en libre accès. Aucune autorisation particulière n'est requise pour réutiliser tout ou partie de l'article publié par MDPI, y compris les figures et les tableaux. Pour les articles publiés sous une licence Creative Common CC BY en accès libre, toute partie de l'article peut être réutilisée sans autorisation à condition que l'article original soit clairement cité.

Les articles de fond représentent la recherche la plus avancée avec un potentiel important d'impact élevé dans le domaine. Les articles de fond sont soumis sur invitation individuelle ou sur recommandation des éditeurs scientifiques et font l'objet d'un examen par les pairs avant leur publication.

L'article de fond peut être soit un article de recherche original, une nouvelle étude de recherche substantielle qui implique souvent plusieurs techniques ou approches, ou un article de synthèse complet avec des mises à jour concises et précises sur les derniers progrès dans le domaine qui passe systématiquement en revue les avancées les plus Littérature. Ce type d'article donne un aperçu des orientations futures de la recherche ou des applications possibles.

Les articles du Choix de l'éditeur sont basés sur les recommandations des éditeurs scientifiques des revues MDPI du monde entier. Les rédacteurs en chef sélectionnent un petit nombre d'articles récemment publiés dans la revue qui, selon eux, seront particulièrement intéressants pour les auteurs ou importants dans ce domaine. L'objectif est de fournir un aperçu de certains des travaux les plus passionnants publiés dans les différents domaines de recherche de la revue.


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Résultats de recherche : Contribution à la revue › Article › peer-review

T1 - La spectroscopie d'absorption transitoire offre des informations mécanistiques pour un couplage C-O catalysé par l'iridium/le nickel

N1 - Informations sur le financement : L.T., N.A.T., B.K., D.W.C.M. et G.D.S reconnaissent le soutien de la Division of Chemical Sciences, Geosciences, and Biosciences, Office of Basic Energy Sciences of the U.S. Department of Energy par le biais de la subvention n° DE-SC0019370. Ce matériel est basé sur des travaux soutenus par la National Science Foundation Graduate Research Fellowship sous le numéro de subvention DGE-1656466 (à B.K.). Copyright de l'éditeur : Copyright © 2020 American Chemical Society.

N2 - Nous rapportons des informations mécanistiques sur une réaction de couplage croisé C-O photocatalytique iridium/nickel à partir d'études spectroscopiques résolues en temps. En utilisant la spectroscopie d'absorption transitoire, le transfert d'énergie d'un photocatalyseur d'iridium à un accepteur d'acétate de Ni(II)(aryle) catalytiquement pertinent a été observé. Les mesures de durée de vie dépendantes de la concentration suggèrent que le mécanisme de l'élimination réductrice subséquente est un processus unimoléculaire se produisant sur l'état excité de longue durée du complexe Ni(II). Nous envisageons que notre étude de la voie productive médiée par le transfert d'énergie encouragerait le développement de nouvelles réactivités à l'état excité dans le domaine de la métallaphotocatalyse qui sont rendues possibles par la récolte de lumière.

AB - Nous rapportons des informations mécanistiques sur une réaction de couplage croisé C-O photocatalytique iridium/nickel à partir d'études spectroscopiques résolues en temps. En utilisant la spectroscopie d'absorption transitoire, le transfert d'énergie d'un photocatalyseur d'iridium à un accepteur d'acétate de Ni(II)(aryle) catalytiquement pertinent a été observé. Les mesures de durée de vie dépendantes de la concentration suggèrent que le mécanisme de l'élimination réductrice subséquente est un processus unimoléculaire se produisant sur l'état excité de longue durée du complexe Ni(II). Nous envisageons que notre étude de la voie productive médiée par le transfert d'énergie encouragerait le développement de nouvelles réactivités à l'état excité dans le domaine de la métallaphotocatalyse qui sont rendues possibles par la récolte de lumière.


Université d'État du Kansas

Sarah Lamm, étudiante diplômée au département de géologie, étudie actuellement le chlorite en utilisant la technique de spectroscopie Raman. Ses résultats pourraient être utiles pour l'exploration future de la surface de Mars. Regardez sa présentation de 12 minutes.

La chlorite est un phyllosilicate répandu sur Terre, que l'on trouve dans une variété d'environnements géologiques, y compris des roches métamorphiques de faible à haute teneur, ainsi que dans de nombreux gisements de minerai hydrothermaux. Le chlorite se forme sur une plage de températures de 100 à 550°C et sa composition chimique dépend des conditions physico-chimiques au moment de sa formation. Le chlorite est donc utile pour la géothermométrie. Sur la base de sa composition chimique, les chlorites permettent la reconstruction de l'histoire thermique géologique, la modélisation de l'écoulement des fluides et la détermination des conditions géochimiques de l'environnement. Ici, nous déterminons un étalonnage pour la composition de chlorite en utilisant la spectroscopie Raman. Les résultats de cette recherche sont significatifs pour l'exploration planétaire en fournissant un étalonnage pour les futurs instruments Raman. Cet étalonnage de chlorite sera utile pour les études de l'environnement de dépôt sur d'autres planètes.


Catalogue d'ensembles de données PDS Atmospheres

Cet ensemble de données se compose des observations non calibrées UVVS MESSENGER MASCS, également appelées EDR.

Les observations calibrées UVVS du MESSENGER MASCS consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur UVVS pendant les opérations de croisière, de survol de la Terre/Lune, de Vénus et de Mercure, et les opérations en orbite de Mercure.

Les observations calibrées VIRS du MESSENGER MASCS consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur VIRS pendant les opérations de croisière, de survol de la Terre/Lune, de Vénus et de Mercure, et les opérations en orbite de Mercure.

Les enregistrements de données dérivés de MESSENGER MASCS UVVS se composent de données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur UVVS pendant les opérations orbitales de Mercure.

Les observations dérivées du MESSENGER MASCS VIRS consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur VIRS pendant le survol et les opérations orbitales de Mercure.

Les observations calibrées UVVS du MESSENGER MASCS consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur UVVS pendant les opérations de croisière, de survol de la Terre/Lune, de Vénus et de Mercure, et les opérations en orbite de Mercure.

Les enregistrements de données dérivés de MESSENGER MASCS UVVS se composent de données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur UVVS pendant les opérations orbitales de Mercure.

Les enregistrements de données dérivées combinées UVVS+VIRS de MESSENGER MASCS consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par les détecteurs UVVS et VIRS pendant les opérations orbitales de Mercure.

Les observations calibrées VIRS du MESSENGER MASCS consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur VIRS pendant les opérations de croisière, de survol de la Terre/Lune, de Vénus et de Mercure, et les opérations en orbite de Mercure.

L'ensemble de données du produit d'analyse dérivé du VIRS MESSENGER MASCS consiste en une carte mosaïque de 500 mètres par pixel de 1 longueur d'onde (750 nm) de données spectrales VIRS pour les empreintes de pas couvrant la planète Mercure.

les observations non calibrées des mascs messagers uvvs consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur uvvs.

cet ensemble de données se compose des observations calibrées des mascs messagers uvvs, également appelées cdrs.

les observations calibrées uvvs des messenger mascs consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur uvvs pendant la croisière, les opérations de survol de la terre/lune, de vénus et de mercure, et les opérations en orbite de mercure.

les enregistrements de données dérivés des uvvs des messenger mascs consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur uvvs pendant les opérations orbitales du mercure.

les enregistrements de données dérivés combinés des mascs messagers uvvs+virs se composent de données scientifiques et instrumentales collectées par les détecteurs uvvs et virs pendant les opérations orbitales du mercure.

les observations calibrées virs des mascs messagers consistent en des données scientifiques et instrumentales collectées par le détecteur virs pendant les opérations de croisière, de survol de la terre/lune, de vénus et de mercure, et les opérations en orbite de mercure.

l'ensemble de données de produits d'analyse dérivée virs de messenger mascs se compose d'une carte mosaïque de 500 mètres par pixel de 1 longueur d'onde (750 nm) de données spectrales virs pour les empreintes de pas couvrant la planète mercure.

Cet ensemble de données comprend des profils verticaux d'absorptivité de 13 cm et de 3,6 cm et l'abondance de vapeur d'acide sulfurique (H2SO4).

1. FIELD EXP E AWND CALIB RDR TEMPÉRATURE ET VITESSE V1.0

Cet ensemble de données se compose d'observations de vent près de la surface sur deux sites du lac Lunar Playa.

2. FIELD EXP E RANGER II PLUS RDMT & THRM CALIB RDR TEMP V1.0

Cet ensemble de données se compose de variations directionnelles de l'émission thermique de différentes surfaces.

3.FIELD EXP E REAG CALIBRÉ RDR PROFONDEUR OPTIQUE V1.0

Cet ensemble de données se compose de mesures de profondeur optique effectuées à l'aide du radiomètre Reagan.

4.FIELD EXP E SHYG CALIBRÉ RDR PROFONDEUR OPTIQUE V1.0

Cet ensemble de données est constitué d'observations par l'hygromètre spectral.

5.FIELD EXP E AVEC CALIB RDR TEMPÉRATURE ET VITESSE V1.0

Cet ensemble de données comprend des mesures de la vitesse, de la direction et de la température de l'air du vent au lac Lunar.

6.ER2 EARTH AVIRIS CALIBRÉ ENREGISTREMENT DE DONNÉES RÉDUITE IMAGE V1.0

L'ensemble de données fournit une carte de l'albédo corrigé en phase entre -60 et +60 degrés de latitude, et est regroupé à une résolution de 1 x 1 degré en latitude et longitude.

2.CARTE D'INERTIE THERMIQUE MARS

L'ensemble de données fournit une carte de l'inertie thermique entre -60 et +60 degrés de latitude, et est regroupé à une résolution de 2 x 2 degrés en latitude et longitude.

Cet ensemble de données se compose de profils orbitaux de l'accéléromètre MGS.

Cet ensemble de données contient les valeurs moyennes temporelles et zonales calculées par le modèle de circulation générale d'Ames Mars pour les pressions moyennes à la surface et au niveau de la mer et pour plusieurs des variables de chaleur et de moment angulaire intégrées verticalement. Les données sont données en fonction de la latitude.

Cet ensemble de données contient les valeurs instantanées de la température de surface minimale et maximale, et de la quantité de gel de CO2 au sol, calculées par le modèle de circulation générale d'Ames Mars. Les données sont données en fonction de la longitude et de la latitude.

Cet ensemble de données contient les moyennes temporelles et zonales de plusieurs variables de premier ordre, de chauffage, de Foucault, de phase et d'amplitude, calculées par le modèle de circulation générale d'Ames Mars. Les données sont données en fonction de la latitude et de la pression verticale.

Cet ensemble de données contient les valeurs moyennes par zone pour la moyenne de température de surface, calculées par le modèle de circulation générale d'Ames Mars. Les données sont données en fonction de la latitude et de l'heure locale.

Cet ensemble de données contient les valeurs moyennes méridionales et zonales du taux de condensation massique du CO2, calculées par le modèle de circulation générale d'Ames Mars. Les données sont données en fonction de l'heure locale.

1. MPFL MARS ATM STRUCT INST ET MET PKG RAW ET CALIB EDL V1.0

Cet ensemble de données contient les données ASI/MET brutes et calibrées collectées pendant la phase EDL de la mission. Ces données ont été collectées par des accéléromètres, des capteurs de température, un capteur de pression et un capteur de vent.

2. MPFL MARS ATM STRUCT INST ET MET PKG DÉRIVÉ EDL V1.0

Cet ensemble de données contient des profils de température, de pression et de densité dérivés des données du premier ensemble de données.

3. MPFL MARS ATM STRUCT INST ET MET PKG RAW SURFACE V1.0

Cet ensemble de données contient les données MET brutes collectées pendant la phase de surface de la mission. Ces données ont été acquises par des capteurs de température, un capteur de pression et un capteur de vent.

4. MPFL MARS ATM STRUCT INST ET MET PKG CALIB SURFACE V1.0

1.MPF LANDER MARS IMAGER POUR MARS PATHFINDER 2 EDR V1.0

Données prises par les capteurs de la Rover Environmental Monitoring Station (REMS) à bord du Mars Science Laboratory, dans des unités électriques et thermiques.

Données prises par les capteurs de la Rover Environmental Monitoring Station (REMS) à bord du Mars Science Laboratory, en unités physiques.

Données prises par les capteurs de la Rover Environmental Monitoring Station (REMS) à bord du Mars Science Laboratory, en unités physiques, avec corrections et modélisation.

Données auxiliaires utilisées dans le traitement des données prises par les capteurs de la Rover Environmental Monitoring Station (REMS) à bord du Mars Science Laboratory.

Ce volume contient des profils atmosphériques de diffusion laser non traités pour les données de comptage de photons à 532 nm et des données analogiques aux longueurs d'onde de 532 et 1064 nm (exprimées en nombres numériques). Les données de plage sont fournies sous la forme d'une série chronologique de profils d'une durée totale comprise entre 5 et 90 minutes, chaque profil représentant une accumulation ou une moyenne sur 1,28 à 20,24 secondes. Des données supplémentaires de puissance laser estimée et des estimations de puits de lumière de fond analogique interprofil sont également fournies.

Ce volume contient des données de température et de pression prétraitées (numéros numériques). Les données de température ont été collectées à 250, 500 et 1000 mm au-dessus du pont Phoenix Lander, et les données de pression ont été collectées à (presque) la hauteur du pont Lander. Nominalement, les données ont été collectées à une résolution de 2 secondes, mais sont également fournies à des moyennes de 512 secondes (avec des statistiques de distribution).

1. ENREGISTREMENT DE DONNÉES D'EXPÉRIENCE VL1/VL2 MARS LCS V1.0

Cet ensemble de données contient des données groupées et splines obtenues à partir du Viking Meteorology Instrument System (VMIS) dans le cadre de certaines parties de la mission Viking Lander 1. L'ensemble de données se compose de valeurs moyennes de pression, de température et de vitesse du vent (zonale et méridienne) calculées pour 25 bacs de durée égale par jour.

Cet ensemble de données contient un résumé des données de pression obtenues du Viking Meteorology Instrument System (VMIS) tout au long des missions Viking Lander 1 et 2. Les données sont dérivées du capteur de pression ambiante embarqué à bord des Landers. L'ensemble de données se compose des valeurs de pression moyennes quotidiennes et des statistiques pertinentes présentées sol par sol.

Les images de la caméra Viking Lander du Soleil ont été utilisées pour calculer la profondeur optique atmosphérique normale totale sur les deux sites d'atterrissage sur une période d'environ 900 jours martiens. Cet ensemble de données contient 1044 mesures de profondeur optique et les estimations d'erreur associées. Les profondeurs optiques ont été dérivées des images de la diode solaire, qui ont été obtenues par les caméras Lander à une longueur d'onde de 0,67 micromètre.

Cet ensemble de données contient les lectures de pression atmosphérique à la surface martienne obtenues pendant une grande partie de la durée des missions Viking Lander 1 et 2 (les données sont incluses pour Viking Lander 1 sols 0 - 2245 et Viking Lander 2 sols 0 - 1050). Les données sont dérivées du capteur de pression ambiante embarqué à bord des Landers et les valeurs sont présentées point par point.

Cet ensemble de données contient les températures martiennes près de la surface obtenues à partir des capteurs de température de la semelle des thermocouples Viking Lander 1 et 2. L'ensemble de données est composé des champs de paramètres suivants (répertoriés sous la forme du nom du champ suivi d'une description).

1. VO1/VO2 MARS INFRAROUGE CARTOGRAPHE THERMIQUE DONNÉES RÉÉCHANTILLÉES V1.0

1. VO1/VO2 MARS VISUAL IMAGING SS EXPRMNT DATA RECORD V2.0

L'ensemble de données se compose d'images compressées du vaisseau spatial Viking Orbiter. Les images sont compressées à l'aide d'un schéma de codage Huffman.


Enquête guidée

Aperçu général:

Regardez le schéma d'un spectromètre Raman sur cette page :

7.5.1 Schéma descriptif des principaux composants d'un microspectromètre Raman. D'après la figure 4 de Bonales et al. 2016.

7.5.1 Quelles pièces sont présentes dans tous les spectromètres Raman ? Consultez les références ci-dessous pour obtenir de l'aide sur la définition des pièces.

7.5.2 A quoi sert un filtre coupe-bande ? Voir les références ci-dessous.

Le spectromètre JMU Raman :
Regarder : Raman : Parties du spectromètre Raman https://youtu.be/9THvX1ik640

Il s'agit d'un schéma avec les parties de l'Ocean Optics IDRaman Micro étiquetées :

À titre de comparaison, voici des images de spectromètres Raman de qualité recherche du groupe de recherche sur les fluides de Virginia Tech Geosciences : https://www.geochem.geos.vt.edu/fluids/raman/

7.5.3 Pourquoi l'Ocean Optics Raman a-t-il une lumière LED non laser ?


Abstrait

Les éléments des terres rares (REE) comprennent les éléments de la série des lanthanides (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb et Lu) plus Sc et Y. Actuellement, ces les métaux sont devenus très critiques pour plusieurs technologies modernes allant des téléphones portables et des téléviseurs aux ampoules LED et aux éoliennes. Cet article résume la présence de ces métaux dans la croûte terrestre, leur minéralogie, les différents types de dépôts à la fois sur terre et dans les océans du point de vue des nouvelles données avec plus d'exemples du sous-continent indien. En plus de leur utilité pour comprendre la formation des principaux réservoirs terrestres, des mises à jour à multiples facettes sur les applications des terres rares en agriculture et en médecine, y compris les nouvelles émergentes, sont présentées. Les risques environnementaux, y compris les problèmes de santé humaine dus à l'exploitation minière des terres rares et au déversement à grande échelle de déchets électroniques contenant des concentrations importantes de terres rares, sont résumés. De nouvelles stratégies pour l'approvisionnement futur des terres rares, y compris les développements récents dans l'extraction des terres rares à partir des cendres de charbon et le recyclage des déchets électroniques sont présentées. Des développements récents dans les technologies individuelles de séparation des terres rares dans les opérations métallurgiques et de recyclage ont été mis en évidence. Un aperçu des méthodes analytiques pour leurs déterminations précises et exactes requises dans toutes ces études, telles que la spectrométrie de fluorescence X (XRF), la spectroscopie de rupture induite par laser (LIBS), l'analyse par activation neutronique instrumentale (INAA), l'optique plasma à couplage inductif spectrométrie d'émission (ICP-OES), spectrométrie de masse à décharge luminescente (GD-MS), spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (y compris ICP-MS, ICP-TOF-MS, HR-ICP-MS avec ablation laser ainsi que nébulisation de solution) et d'autres techniques instrumentales, dans différents types de matériaux sont présentées.


11.03 : Spectroscope - Géosciences

Avec tous les liens vers d'autres informations et publications, l'archive News est une précieuse collection de "sujets brûlants" dans l'analyse de la spéciation. Nous mettons continuellement à jour même les anciennes actualités avec de nouveaux liens et informations afin que toutes les actualités soient toujours actuelles.

Détermination des agents de contraste IRM à base de gadolinium dans les eaux douces et océaniques d'Australie
Des chercheurs de l'Université de technologie de Sydney et de l'Université de Münster ont développé une méthode utilisant l'extraction en phase micro-solide suivie par HILIC-ICP-MS pour la détermination des agents de contraste à base de gadolinium les plus souvent utilisés dans l'environnement aquatique de l'Australie .
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Effet de la cuisson sur la spéciation du chrome dans les aliments
Un groupe de chercheurs français et danois a étudié l'effet de plusieurs procédures de cuisson sur la spéciation du chrome dans les aliments. Les résultats de leur étude ont clairement montré qu'aucune oxydation en Cr(VI) ne se produit pendant les procédures de cuisson.
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Détoxification du méthylmercure dans les organismes supérieurs
Une équipe internationale de chercheurs a étudié la détoxification in vivo du méthylmercure chez plusieurs animaux de deux phylums (un oiseau d'eau, un poisson d'eau douce et des vers de terre). Ils rapportent que le complexe de méthylmercure avec la cystéine est transformé en sélénocystéinate [Hg(Sec)4], suivi d'une biominéralisation en séléniure de mercure nanoparticulaire chimiquement inerte (HgSe).
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Une méthode universelle pour l'analyse de la spéciation de l'arsenic dans divers produits de la mer
Un groupe de chercheurs chinois a mis au point une méthode d'analyse des espèces d'arsenic qui peut être utilisée pour divers fruits de mer tels que les algues, les poissons, les crustacés et les crevettes. En utilisant l'extraction assistée par micro-ondes, l'efficacité d'extraction était meilleure que 95% pour tous les types d'échantillons sans altérer leur spéciation d'origine.
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Protéines liant le mercure dans le thon et le saumon
Un groupe de chercheurs chinois a étudié les protéines liant le mercure dans le thon et le saumon. Plus de la moitié du mercure du muscle de poisson a été trouvé dans la fraction protéique soluble. La bêta-actine a été identifiée pour se lier à plus de 30 % du Hg total dans le muscle du thon.
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Le nouveau système de spectrométrie de masse à rapport isotopique fournit une analyse de haute précision pour une gamme d'applications
Un nouvel instrument de spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) a été conçu pour permettre aux scientifiques travaillant dans les sciences de la terre, les garanties nucléaires et la recherche biomédicale d'effectuer une analyse fiable et de haute précision du rapport isotopique dans une large gamme d'applications sans compromettre la sensibilité, stabilité ou facilité d'utilisation
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Analyse de spéciation d'agents de contraste à base de gadolinium par chromatographie liquide à interaction hydrophile avec trait d'union avec la spectrométrie de masse plasma à couplage inductif en évitant les solvants organiques
Un groupe de chercheurs japonais a développé une séparation HILIC d'agents de contraste à base de Gadolinium en utilisant une phase mobile aqueuse.
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La pollution au mercure causée par l'homme atteint même les organismes des océans
Les carcasses de poissons qui coulent dans les eaux proches de la surface livrent une pollution au mercure toxique dans les régions les plus reculées et les plus inaccessibles des océans du monde, y compris l'endroit le plus profond de tous : la fosse Mariana de 36 000 pieds de profondeur dans le nord-ouest du Pacifique.
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Transformation des espèces d'arsenic lors du prétraitement des échantillons par ultrasons
Un groupe de chercheurs chinois a maintenant étudié la cinétique de transformation de différentes espèces d'arsenic en solution aqueuse par traitement aux ultrasons afin de sélectionner les conditions optimales pour une extraction efficace avec une transformation minimale des espèces.
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Une nouvelle façon de cuire le riz élimine l'arsenic et retient les nutriments minéraux, selon une étude
Selon une nouvelle étude, la cuisson du riz d'une certaine manière élimine plus de 50 % de l'arsenic naturellement présent dans le riz brun et 74 % dans le riz blanc.
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Nouveau matériau de référence pour les cheveux humains soutenant la biosurveillance du méthylmercure
Un groupe international de chercheurs a développé un nouveau matériau de référence pour les cheveux humains pour l'analyse de la spéciation du mercure.
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La FDA approuve les limites d'arsenic inorganique dans les céréales de riz pour bébé
La Food and Drug Administration a récemment annoncé la disponibilité d'une directive finale pour l'industrie intitulée « Arsenic inorganique dans les céréales de riz pour nourrissons » définissant un niveau d'action de 100 ppb.
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Analyse de spéciation par spectrométrie de masse pour l'étude des interactions organo-étain-protéine
Un groupe de chercheurs allemands de M&# xfcnster a utilisé la combinaison de l'analyse de spéciation et de la spectrométrie de masse native comme outil pour étudier diverses interactions de composés organostanniques pertinents pour l'environnement avec des protéines.
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Un groupe de chercheurs du Royaume-Uni et d'Irak rapporte des études sur l'absorption d'arsenic par des plants de riz cultivés dans un environnement à haute teneur en arsenic jusqu'au niveau cellulaire (ADN). Ils prétendent avoir détecté de l'arsenic associé ou intégré aux fractions d'ADN.
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Spéciation du chrome dans les tissus biologiques
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Augmentation de la mortalité mondiale liée à l'exposition alimentaire à l'arsenic inorganique via les régimes à base de riz
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EVISA a accueilli son 15 millionième utilisateur
Le portail web EVISA sur www.speciation.net, en ligne sans interruption depuis 18 ans, a été visité par plus de 15 millions de visiteurs à ce jour.
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Analyse de dilution isotopique utilisant la détection ICP-MS pour la spéciation des éléments traces
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Acte de disparition ultra-froide : les ‘ondes de matière’ se déplacent les unes à travers les autres mais ne partagent jamais l'espace.

Un acte de disparition était la dernière chose que le physicien de l'Université Rice Randy Hulet s'attendait à voir dans ses expériences atomiques ultrafroides, mais c'est ce que lui et ses étudiants ont produit en entrant en collision des paires de condensats de Bose Einstein (BEC) qui ont été préparés dans des états spéciaux appelés solitons.Hulet& L'équipe #8217s a documenté le phénomène étrange dans une nouvelle étude publiée en ligne cette semaine dans le journalPhysique de la nature.

Les BEC sont des amas de quelques centaines de milliers d'atomes de lithium qui sont refroidis à un millionième de degré au-dessus du zéro absolu, une température si froide que les atomes marchent au même rythme et agissent comme une seule onde de matière. Les solitons sont des vagues qui ne diminuent pas, ne s'aplatissent pas ou ne changent pas de forme lorsqu'elles se déplacent dans l'espace. Pour former des solitons, l'équipe de Hulet a cajolé les BEC dans une configuration où les forces d'attraction entre les atomes de lithium équilibrent parfaitement la pression quantique qui tend à les étaler.

Les chercheurs s'attendaient à observer la propriété qu'une paire de solitons en collision se croiserait sans ralentir ni changer de forme. Cependant, ils ont constaté que dans certaines collisions, les solitons se rapprochaient les uns des autres, maintenaient un écart minimum entre eux, puis semblaient rebondir hors de la collision.

"Vous ne les voyez jamais ensemble", a déclaré Hulet, professeur de physique et d'astronomie de Rice, Fayez Sarofim. “Il y a toujours un trou, un écart qu'ils doivent franchir. Ils se croisent, mais n'occupent jamais le même espace pendant qu'ils le font.

« Cela se produit à cause des interférences des « paquets d'ondes » », a-t-il déclaré. Considérez-les comme des ondes qui peuvent avoir une amplitude positive ou négative. L'un des solitons est positif et l'autre négatif, ils s'annulent donc. La probabilité qu'ils se trouvent à l'endroit où ils se rencontrent est nulle. Ils passent par cet endroit, mais vous ne les voyez jamais là-bas.”

L'équipe de Hulet est spécialisée dans les expériences sur les BEC et autres matières ultrafroides. Ils utilisent des lasers pour piéger et refroidir les nuages ​​​​de gaz lithium à des températures si froides que le comportement de la matière est dicté par des forces fondamentales de la nature qui ne sont pas observables à des températures plus élevées.

Pour créer des solitons, Hulet et son associé de recherche postdoctoral Jason Nguyen, auteur principal de l'étude, ont équilibré les forces d'attraction et de répulsion dans les BEC.

"Nous fabriquons d'abord un condensat Bose Einstein, puis nous utilisons une feuille de lumière pour diviser le condensat en deux et séparer les deux moitiés", a déclaré Nguyen. “Nous les tenons séparés et transformons chacun d'eux en solitons, puis nous enlevons la feuille et les laissons retomber l'un vers l'autre et entrer en collision.”

Les caméras ont capturé des images des minuscules BEC tout au long du processus. Dans les images, deux solitons oscillent d'avant en arrière comme des pendules oscillant dans des directions opposées. Hulet’s team, which also included graduate student De Luo and former postdoctoral researcher Paul Dyke, documented thousands of head-on collisions between soliton pairs and noticed a strange gap in some, but not all, of the experiments.

“One of the defining features of a soliton is that they are supposed to be able to pass through one another and emerge unfazed,” Hulet said.

“Some of the collisions are consistent with that,” he said, pointing to images of two solitons oscillating, meeting, emerging and continuing on their cycle. “These two solitons certainly appear to have passed through one another.

“In another set of collisions, there’s always this gap between them,” he said, pointing to a different set of images. “It doesn’t look like they ever close that gap to be able to pass through. In fact, it looks like they’ve come together and then bounced off one another.”

Hulet said the idea of solitons bouncing away from one another had been around for about 40 years, based on longstanding observations of optical solitons in fiber-optic cables. In this scenario, the gap is viewed as evidence of a force that is pushing the solitons apart.

To probe more deeply, Hulet’s team needed to conduct a new set of experiments that focused on the one defining feature of a soliton that they couldn’t control — its phase.

The first soliton was observed in a canal in Scotland in 1834 and they’ve since been observed in magnets, fiber-optic cables, atomic nuclei and even swimming pools. Hulet’s team was among the first to report BEC “matter-wave bright solitons” in 2002.

Like a wave in the ocean or a light beam in a fiber-optic cable, solitons have a characteristic amplitude, frequency and phase. Hulet’s team could control the amplitude but they could not control the soliton’s phase.

“All waves oscillate in time,” Hulet said. “They have a frequency at which their amplitude becomes positive, negative, positive, negative and so on. The rate of that oscillation, how often it switches, defines their frequency. Where they begin that cycle is something we refer to as ‘the phase.’ It’s a kind of starting point.”

The wave’s phase is an angle that can vary between zero and 360 degrees. Waves that are “in-phase” have the same starting point, and waves that are “out-of-phase” are 180 degrees off, meaning that one begins at its peak while the other starts at its trough.

“When we saw the initial data we said, ‘This doesn’t make sense, because solitons are always supposed to pass through one another and these look like they’re bouncing instead,'” Hulet said. “So we began thinking about how we could tag one of the solitons to make it distinct so that we could follow its trajectory in time and see what it did.”

The team found a way to “tag” one soliton by making it larger than the other. In the next round of experiments, Nguyen and Luo captured pictures of collisions between different-sized solitons.

“We did that experiment over and over for many different relative phases, and we looked for two cases, one where the relative phase was zero, or in-phase, and another where it was 180 degrees, or completely out-of-phase,” Hulet said.

For the in-phase case, the team saw the two solitons pass through one another and emerge, just as predicted by theory.

“In the out-of-phase case, the one with the gap, where it appeared that they had been bouncing off of each other, we still saw the gap but we also saw the larger soliton emerge unfazed on the other side of the gap. In other words, it jumped through the gap!”

Hulet said the experiment confirmed the theory that solitons do pass through one another, even in cases where they are out-of-phase and only appear to bounce away from each other.

Many of the events that Hulet’s team measures occur in one-thousandth of a second or less. To confirm that the “disappearing act” wasn’t causing a miniscule interaction between the soliton pairs — an interaction that might cause them to slowly dissipate over time — Hulet’s team tracked one of the experiments for almost a full second.

The data showed the solitons oscillating back and fourth, winking in and out of view each time they crossed, without any measurable effect.

“This is great example of a case where experiments on ultracold matter can yield a fundamental new insight,” Hulet said. “The phase-dependent effects had been seen in optical experiments, but there has been a misunderstanding about the interpretation of those observations.”

Story Source:

The above story is based on materials provided by Rice University. Note: Materials may be edited for content and length.


Voir la vidéo: How to Make a Spectroscope (Octobre 2021).