Antecedentes experimentales

Los meteoritos son rocas alienígenas que aterrizan en la superficie de la tierra, no que se queman antes de llegar a ella, y juegan un papel importante en la evolución histórica de la tierra. Hay muchas hipótesis sobre meteoritos, y algunos creen que la luna está formada por los restos de una colisión entre un gran meteorito y la tierra. Otros creen que el agua que cubre la tierra es traída por meteoritos. Una de las afirmaciones más conocidas es que el impacto del meteorito causó la extinción del Cretácico - paleoceno.

Hay muchos misterios en los meteoritos, y sus especímenes son naturalmente buscados por historiadores, geólogos y entusiastas de las cosas extraterrestres. Sin embargo, es más difícil juzgar si una roca es un meteorito real. En general, los indicadores básicos para identificar la categoría de roca son: densidad, magnetismo y composición. Sin embargo, por ejemplo, las rocas amorfos en las rocas terrestres, formadas principalmente por hierro, también son aproximadamente similares en apariencia y composición a los meteoritos. Por lo tanto, necesitamos utilizar métodos más específicos para identificar las categorías de rocas, y el método más eficaz es utilizar la tecnología de espectrometría de ruptura inducida por láser (libs).

La espectrometría de ruptura inducida por láser (libs) es un espectro de emisión Atómica que utiliza láseres pulsados como fuente de excitación. El pulso láser se centra en la superficie del objeto medido, lo que aumenta la densidad de potencia láser en la superficie del material medido hasta cierto punto. Bajo la acción de una densidad de potencia láser tan alta, se expulsarán varios microgramos de material de la superficie del material medido, mientras que la superficie del material también producirá plasma de corta vida pero alto brillo, cuya temperatura instantánea puede alcanzar los 10.000 grados centígrados. Durante el enfriamiento, los átomos e iones en estado estimulado regresan de un Estado de alta energía a un Estado de baja energía.En este momento, diferentes elementos emiten luz de su longitud de onda específica, esta luzDespués de ser monitoreado por el espectrómetro, se forma un espectro, en el que se pueden observar directamente picos que representan las longitudes de onda de cada elemento.Así, el libs se convirtió en una técnica espectral utilizada para identificar la composición de diferentes tipos de metales y minerales.

Métodos experimentales

El objetivo de este experimento es identificar meteoritos y rocas terrestres en cuatro muestras de rocas utilizando libs.

El experimento consta de cuatro muestras, dos de las cuales son muestras de meteoritos, a saber, condritos ordinarios h5 y meteoritos de níquel - hierro. Las otras dos muestras fueron óxido de hierro (feo2) y dióxido de titanio (titania).

En el experimento, utilizamos el modo de fondo oscuro de deducción de datos originales en avasoft, es decir, el modo sd. El uso de este modo reduce el ruido y aísla e identifica mejor los picos de plasma. Establecemos el tiempo de puntos en 10 ms y el número promedio de veces en 1.

Configuración experimental

Este experimento (figura 2) utiliza la nueva AvaSEl mini espectrómetro Pec - pct4096kl, con un diseño compacto, es más fácil de integrar en dispositivos de escritorio y portátiles y está más adaptado a los usuarios oem. Este espectrómetro está equipado con una imagen 4096.Detector CMOS simple, con una resolución de hasta 0,09 nm y un nivel de luz dispersa tan bajo como 0,1%.

Otros accesorios utilizados en el experimento son los siguientes: láser DPSS de doble pulso nd: YAG de la compañía lumibird,La Caja de control quantum, que personaliza la fibra corta y sincroniza la medición del láser y el espectrómetro, tiene el modelo fx002725.

Resultados experimentales

La siguiente imagen muestra el espectro libs de cada muestra en modo sd.

Figura 3: espectros libs de muestras de condritos ordinarios h5

Figura 4: espectros libs de muestras de meteoritos de níquel - Hierro

Figura 5: espectros libs de muestras de óxido de hierro

Figura 6: espectros libs de muestras de dióxido de titanio

Figura 7: comparación espectral libs de muestras de meteoritos de níquel - hierro (naranja) y óxido de hierro (rojo)

Análisis de los resultados

Echemos un vistazo a tres de estas muestras: condritos ordinarios h5, meteoritos de ferroníquel y óxido de hierro, que muestran picos cerca del rango de longitud de onda de 230 - 265 nm (figura 3 - 5), lo que indica que contienen hierro.

Las muestras de condritos ordinarios h5 tienen picos que no se encuentran en el resto de las muestras cerca de 280 nm y 288 nm, que indican que contienen elementos de magnesio y silicio, respectivamente, y los resultados de las mediciones corresponden a la composición de los condritos ordinarios h5.

En comparación con las muestras de meteoritos de níquel - hierro y óxido de hierro, no hay mucha diferencia entre los dos (figura 7). Pero se puede observar un pico ligeramente más alto en el espectro de muestras de meteoritos de níquel - hierro, cerca de 221 nm, lo que indica que contiene níquel.

Las muestras de dióxido de titanio (figura 6) tienen menos picos en el rango de longitud de onda de 230 - 265 nm, lo que indica que tienen menos contenido de hierro. Su pico principal está en el rango de longitud de onda de 300 - 340 nm, lo que significa que contiene titanio.

Conclusiones experimentales

Al observar los picos de longitud de onda específicos de cada muestra en el espectro utilizando la tecnología libs, la composición de los elementos de la muestra se puede determinar de manera conveniente e intuitiva. El nuevo mini espectrómetro Pacto utilizado en este experimento está adaptado a todo tipo de aplicaciones, tiene un tamaño pequeño, admite una variedad de protocolos de comunicación y es fácil de integrar en productos y sistemas.