DR. MELİS UZDURUM 15. HAFTA
ARKEOMETRİ-I
ELEMENTLER, ATOMLAR, MOLEKÜLLERİN İNCELENMESİ, SPEKTROSKOPİK ANALİZLER
Spektroskopi atomlarla foton arasındaki etkileşimi inceler.
Foton: ışığın temel birimi olan ve kuantum alan teorisine göre hareket eden bir parçacıktır.
Spektroskopik analizlerde kullanılan cihazların temel çalışma prensibi maddenin/
örneğin foton ile etkileşime girdiğinde verdiği reaksiyona dayalıdır (Malainey 2011).
Inorganik dünya
gerçekte bu kovalardan
çıkarılanların çoğu mikroskobik kalıntılardır - çıplak gözle
görülemeyen arkeolojik kalıntılar.
Bunlar çok çeşitli arkeolojik bilgi içerir.
Harfler: element Kelimeler: mineral
Cümleler: mineral kümeleri
Sayfa: zarar görmemiş tortu örneği
Weiner 2010 Fig. 4.1’den uyarlanmıştır.
Organik dünya
CCHCHN CHOCN CHCHCH CONH Harfler: C, H, N, O
Kelimeler: küçük moleküller
Weiner 2010 Fig. 4.1’den uyarlanmıştır.
CHN-CHCHCHN-CHOCHO-CHCCNH Cümleler: büyük moleküller,
proteinler, polisakkaritler
Kolorimetrik test
Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi (AAS)
K A Y N A K
ÖRNEK
Dalgaboyu
seçici Detektör
Plazma
Öz-Demirci 2017, Şekil 4.5’ten uyarlanmıştır.
ICP emisyon spektrometresinin çalışma prensibi
İndüktif olarak eşleştirilmiş plazma-kütle spektroskopisi (ICP-MS)
Koç Üniversitesi-Çoklu Element Konsantrasyonu Analizi
İndüktif olarak eşleştirilmiş plazma-kütle spektroskopisi (ICP-MS)
Çoklu kollektörler: ICP-MS, TIMS
TIMS de plazma yerine bir tel üzerinde söz konusu saflaştırılmış elementin
ısıtılması ile örnek iyonlaştırılır.
ICP cihazları ise sıvı çözeltiler için tasarlanmıştır.
LA-ICP-MS cihazları ise sıvı
çözeltiler haline getirilemeyen
taşlar ve seramikler üzerinden,
aynı amaçla kullanılır.
Nötron Aktivasyon Analizi (NAA)
İTÜ Enerji Enstitüsü
X-Işını difraktometresi / X-ışını kırınım analizi (XRD)
X ışını kaynağı
ÖRNEK
Detektör
Öz-Demirci 2017, Şekil 4.6’dan uyarlanmıştır.
XRF spektrometresinin çalışma prensibi
Örnek, X-ışını demetiyle ısıtılır, örnekteki elementlerin yaydığı X-ışını spektrumu detektörle ölçür.
X ışınları
Spektrometre
X-ışını floresans spektroskopisi (XRF)
Infrared (kızılötesi) spektroskopisi - IR
• Molekül içerisindeki belirli bağlar titreşir.
• Farklı titreşim hareketlerine normal titreşim modları adı verilir.
1. Simetrik esneme 2. Asimetrik esneme 3. Makas
4. Sallama
5. Salınım
6. Bükme
Bağ ekseni boyunca bağ uzunluğundaki (atomlar arası mesafe) değişim
Titreşim modu 1. Simetrik esneme
Bağ ekseni boyunca bağ uzunluğundaki (atomlar arası mesafe) değişim
Titreşim modu 2. Asimetrik esneme
Titreşim modu 3. Makas
Bağlar arasındaki açının değişimi
Titreşim modu 4. Sallama
Bağlar arasındaki açının değişimi
Titreşim modu 5. Salınım
Düzlem dışındaki bağlar arasındaki açının değişimi
Titreşim modu 6. Bükme
Düzlem dışındaki bağlar arasındaki açının değişimi
Infrared (kızılötesi) spektroskopisi - IR
S. Mentzer Lecture, 2017
Raman Spektroskopisi
http://bilsenbesergil.blogspot.com
FTIR Spektroskopisi / Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi
Tübingen Üniversitesi, FTIR birimi
Aktivite Alanları
Ateş kullanımına dair en erken izler Toprağın oluşumu
Kaynak belirleme (kireç, sıva, karbonat)
Yanma derecesi (kemik, çakmaktaşı üzerinde) Madde içerisindeki bağlayıcıların sayısı
Birbirine karışmış malzemeler
FTIR Spektroskopisi / Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi
Wonderwerk mağarası,
Berna vd. 2012
FTIR Spektroskopisi / Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi
Tel ‘Eton,
Sapir vd. 2016
• UV Spektroskopisi
• GC-MS (Gaz kromatografi kütle spektrometresi)
Çatalhöyük,
Shillito vd. 2011
Alet Çalışma prensibi
Analiz birimi
Örnek
durumu Çıktı şekli Uygulama
Optik
mikroskop Işığı büyütmesi Obje 2x-1000x Doğal Foto Arkeolojik malzemeler
SEM Işığı büyütmesi Obje 25x-100000x
Mikroskobik nesneler, ince
kesitler
Foto Arkeolojik malzemeler
ICP-OES Işın
spektrometresi Elementler Sıvı Ppm (milyonda bir)
taş, çanka, toprak, kemik,
metal
ICP-MS Kütle
spektometresi
elementler/
izotoplar sıvı/katı Ppb (milyarda bir)
taş, çanak, toprak, kemik
IR Infrared/
kızılötesi spektrometresi
mineraller, organik moleküller
toz, ince filmler, doğal
malzemeler
Molekül tanımlama
kayaçlar, organik moleküller
Öz-Demirci, 2017’den uyarlanmıştır.
Alet Çalışma prensibi
Analiz birimi
Örnek
durumu Çıktı şekli Uygulama
TIMS Isıl iyonlaşmalı kütle
spektroskopisi
İzotoplar Saflaştırılmış
element İzotop oranı çömlek, kemik, metal
XRD X ışını
difraksiyonu kristal toz, tek kristal Mineral tanımlama
Mineral, pigment
XRF X ışını
floresansı Elementler toz/doğal Ppm taş, toprak, çanak
NAA Gama
radyasyonu Elemenler Toz Ppm taş, çanka
GC-MS uçuculuk/
molekül ağırlığı
Büyük organik moleküller
Çözücüde
çözünmüş Molekül tanımı Gıda maddesi, boya, reçine
LC-MS Çözünürlük/
molekül
Büyük organik moleküller
Çözücüde
çözünmüş Molekül tanımı Gıda maddesi, boya, reçine
