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Lexikon der Optik: Atomemissions-Spektrometrie

Atomemissions-Spektrometrie, Atomemissions-Spektroskopie, ein Gebiet der Optik, das 1) die Gesamtheit der Methoden zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung isolierter Atome und Ionen im Vakuum-UV, optischen und infraroten Spektralgebiet untersucht, und 2) die spektrale Zusammensetzung dieser Strahlung sowie ihre von der Wellenlänge abhängige Intensität mit Hilfe von Spektralapparaten mißt. Mit ihrer Hilfe lassen sich ferner in der Plasmadiagnostik solche Parameter wie Temperatur, magnetische und elektrische Feldstärke, Plasmageschwindigkeit und Teilchenzahldichten bestimmen sowie in der chemischen Spektralanalyse die qualitative und quantitative Elementzusammensetzung von in Plasmen eingebrachten Analysenproben. Entsprechend ihrer spektralen Zusammensetzung unterscheidet man grundsätzlich zwischen kontinuierlichen und Linien-Spektren (Spektrum), bei letzteren zwischen Linien spontaner und induzierter Emission. Die Energie für die Emission kann das Atom bzw. Ion durch Stoß mit geladenen oder ungeladenen Teilchen, durch Rekombination eines Ions mit einem Elektron oder durch Absorption eines oder mehrerer Photonen erhalten. Mit der Absorption und Reemission von Licht durch Atome beschäftigt sich speziell die Atomfluoreszenz-Spektrometrie.

Die im Rahmen der A. betriebene Lichtquellenforschung für die chemische Spektralanalyse hat zu einem Angebot geeigneter Anregungsquellen geführt. Man unterscheidet zwischen thermischen Lichtquellen, bei denen Elektronentemperatur und Ionen- bzw. Atomtemperatur ungefähr übereinstimmen, und nichtthermischen Lichtquellen, bei denen die Elektronentemperatur erheblich höher ist. Je nach probenspezifischer Anwendung gibt es Lichtquellen für die Feststoff- und für die Lösungsanalyse:

Der elektrische Funke wird vornehmlich für die Metallanalyse in Verbindung mit vollautomatischen Vielkanalspektrometern benutzt. Er stellt eine thermische Lichtquelle hoher Temperatur dar, bei der zur Analyse Ionenlinien verwendet werden. In dem vor allem für die Pulveranalyse eingesetzten Bogen werden wegen der erheblich niedrigeren Temperatur verstärkt Atomlinien angeregt. Neuerdings wird für die Farbstoffanalyse zunehmend die nichtthermische Anregung in der Hohlkatodenlampe und in der Grimmschen Entladungslampe genutzt. Auf dem Gebiet der chemischen Lösungsemissionsspektralanalyse hat die chemische Flamme praktisch nur noch für die Analyse leicht anregbarer Elemente wie z.B. Lithium, Natrium, Kalium und Calcium Bedeutung, ansonsten werden das ICP und das DCP verwendet.

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