Spectroscopia de emisie atomică (AES) este o tehnică analitică care măsoară energia atomilor dintr-o probă. Esențial pentru această metodă este adăugarea de energie la o probă pentru a vedea ce se întâmplă cu atomii deja prezenți. Elementele individuale produc fascicule de energie luminoasă ușor diferite după ce energia suplimentară modifică temporar atomul. Porțiunea de citire a unei mașini de spectroscopie cu emisie atomică recunoaște energia luminoasă provenită din probă, iar porțiunea de computer a mașinii calculează concentrațiile elementelor individuale dintr-o probă din lungimea (lungimile) de undă a luminii care intră.
Fiecare element din lume, în cel mai simplu mod, este un singur atom, deși mulți apar în natură ca atomi multipli lipiți împreună sau în combinație cu alte elemente. Atomii sunt particule minuscule care au de obicei particule mici numite protoni și neutroni lipiți împreună într-un nucleu central cunoscut sub numele de nucleu. Chiar și particule mai mici numite electroni înconjoară continuu nucleul.
Electronii se mișcă în jurul nucleului într-un mod specific. În mod similar cu hula hoops de diferite diametre, electronii încercuiesc numai în diametre specifice, cu unii în orbitali cu diametru mai mic și alții în orbitali mai mari. Cu toate acestea, util pentru spectroscopia de emisie atomică, fiecare electron poate sări la un orbital superior dacă este prezentă suficientă energie de mediu.
Probele pentru analiza AES conțin adesea amestecuri de elemente și compuși, cum ar fi solul, de exemplu. O mașină de spectroscopie cu emisie atomică, totuși, poate citi doar atomi individuali. Prin urmare, atunci când un analist pregătește o probă pentru testarea AES, el sau ea trebuie să descompună toate moleculele compuse în atomi liberi. De obicei, analistul transformă proba într-un aerosol adăugând energie din surse precum cuptoare, lasere sau scântei.
Energia suplimentară de la sursa care descompune proba este și energia care acționează asupra electronilor din elementele eșantionului. Cu energia suplimentară, electronii sar în orbitali mai înalți. Când cad înapoi după ce energia se disipă, energia pe care au stocat-o din sursă emite ca fotoni de lumină. Fotonii sunt ca niște pachete mici de energie.
Fiecare aparat de spectroscopie are un detector care recunoaște prezența energiei și transmite acele informații într-un program de calculator care convertește datele brute în descrieri mai clare. În cazul unei mașini AES, detectorul citește prezența și intensitatea fotonilor individuali. Intensitatea se referă la lungimea de undă a luminii și fiecare element prezent în probă are o gamă distinctivă de fotoni care ar produce citiri specifice lungimii de undă. Prin urmare, din fotoni, mașina își poate da seama ce elemente și cât de mult din fiecare sunt prezente într-o probă individuală.
O altă metodă de analiză a compoziției elementare a probelor este spectroscopia de absorbție atomică (AAS). Aceasta funcționează pe aceleași principii ca și AES, dar în loc să citească lumina emisă de la o probă alimentată, aparatul citește cantitatea de energie luminoasă pe care proba o absoarbe ca o indicație a tipului și cantității de electroni din probă. AAS este potrivit pentru probe de gaz.