Mössbauerspektroskopi er en type spektroskopi som bygger på mössbauereffekten.
Faktaboks
- Også kjent som
-
møssbauerspektroskopi
mössbauerspektroskopi
Mössbauereffekten
Mössbauereffekten ble oppdaget av Rudolf Mössbauer i 1958. I 1961 fikk han Nobelprisen i fysikk for oppdagelsen.
I figuren er apparaturen Mössbauer brukte da han oppdaget effekten vist. I boksen til høyre er det en radioaktiv kilde som sender ut gammastråling. Kilden (som inneholder en radioaktiv isotop av iridium: 191Ir) er montert på en platespiller, M, som man kan styre hvor fort roterer. Til venstre står detektoren, D. Selve spektret er vist under. Maksimalt signal fikk han når kilden sto i ro, og signalet avtok om kilden beveget seg noen få cm per sekund.
Forklaringen er enkel og ble raskt akseptert, men den overrasket fysikerne da Mössbauer publiserte sine første spektra i 1958. Noen hadde lett etter denne effekten i mange år, blant annet den norske fysikeren Anders Storruste (1917–2001) i sitt doktorarbeid i 1951.
Forklaringen følger fra kvantemekanikken. Kilden Mössbauer brukte var et krystallinsk stoff, og det viste seg å være avgjørende for å få et positivt resultat. Når et gammafoton forlater atomkjernen, «sparker» det fra. En viss brøkdel av fotonene gjør dette uten at atomkjernen rekylerer, fordi bevegelsen av atomkjernen i en krystall er kvantisert. Det er det som kalles mössbauereffekten, og det er de rekylfrie fotonene som gir mössbauerspektret.
Et fysikkeksperiment
En annen kjerne som viser mössbauereffekten er en radioaktiv isotop av kobolt, 57Co. Denne radioaktive isotopen går over til en eksitert 57Fe-isotop ved utsendelse av et elektron. Denne isotopen sender ut et gammafoton som kan sendes mot en prøve som inneholder 57Fe. Når kilden og prøven er ved forskjellig høyde over jorden, er metoden så følsom at den ble brukt av Robert V. Pound og hans student i Pound-Rebka eksperimentet til å bevise at den høyeste klokken går langsommere enn den laveste, slik det følger fra Einsteins relativitetsteori.
Mössbauerspektroskopi
Apparatet Mössbauer brukte i oppdagelsen av mössbauereffekten er et tidlig mössbauerspektrometer. I mössbauerspektrometerne som ble utviklet senere, er platespilleren erstattet med en enhet som svinger frem og tilbake og gir en dopplereffekt.
Mössbauerspektroskopi er en metode som er spesifikk for den isotopen som studeres. Den mest studerte isotopen er 57Fe, men også 129I, 119Sn og 121Sb har vært mye studert. Som i NMR-spektroskopi gir spektrene informasjon om kjemisk skift, kvadrupolsplitting og hyperfinsplitting.
Som analysemetode har mössbauerspektroskopi blitt brukt til å analysere jern i katalysatorer, i meteorer, i prøver fra Månen og Mars, og i proteiner og enzymer. Mössbauerspektroskopi har altså vært brukt i faststoff-fysikk, kjemi og andre områder av materialvitenskapen.
Les mer i Store norske leksikon
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.