Espectroscopia MIGUEL ANGEL FAJARDO ARANDA CÓDIGO 25471656 G2N10 UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE BOGOTÁ D.C. FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA

ESPECTROSCOPIA Es una técnica instrumental ampliamente utilizada por los físicos y químicos para poder determinar la composición cualitativa y cuantitativa de una muestra, mediante la utilización de patrones o espectros conocidos de otras muestras. El análisis espectral permite detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética de ciertas energías, y relacionar estas energías con los niveles de energía implicados en una transición cuántica. 

Espectro de emisión y absorción Cada átomo es capaz de emitir o absorber radiación electromagnética, aunque solamente en algunas frecuencias que son características propias de cada uno de los diferentes elementos químicos.

Espectro de absorción Se presenta cuando un solido incandescente se encuentra rodeado por un gas más frio, el espectro resultante muestra un fondo interrumpido por espacios oscuros denominados líneas de absorción, porque el gas ha absorbido de la luz aquellos colores que éste irradia por sí mismo.

Espectro de absorción Suele ocurrir que unos cuerpo absorben sólo la radiación de unas determinadas longitudes de onda y no aceptan absorber otras de otras longitudes, por lo que cada cuerpo, cada elemento químico en la práctica, tiene su propio espectro de absorción, el cual se corresponde con su espectro de emisión, al igual como si fuera el negativo con el positivo de una película.

Espectro de absorción En la naturaleza se da también que otros cuerpos absorben radiación de otros cuerpos dejando rayas negras.

Espectro de emisión Mediante suministro de energía calorífica, se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias del visible, que constituyen su espectro de emisión. Ninguno de estos se repite. Por ejemplo, algunos de ellos lo hacen en el infrarrojo y otros cuerpos no. Ello depende de la constitución específica de cada cuerpo, ya que cada uno de los elementos químicos tiene su propio espectro de emisión.

Diferencias entre espectros de emisión y absorción En el espectro de emisión el elemento emite su propia luz dejando un espacio grande en negro dependiendo de cual sea el elemento y su longitud de onda El espectro de absorción: el elemento absorbe la luz mediante la onda de frecuencia que se acople a el, y las rayas en negro son diferentes longitudes de onda.

Espectrómetro El espectrómetro, espectrofotómetro o espectrógrafo, es un aparato capaz de analizar el espectro de frecuencias característico de un movimiento ondulatorio. Se aplica a diferentes instrumentos que operan sobre un amplio campo de longitudes de onda.

Funcionamiento del espectrómetro El funcionamiento del espectrómetro está basado en la descomposición de la luz en las diferentes longitudes de onda que la componen a partir del fenómeno de refracción que sucede en un prisma o a partir del fenómeno de difracción de la luz que se produce en una red difracción. Además este instrumento mide los ángulos en los cuales se presentan los máximos del patrón de difracción. Estos ángulos son diferentes y característica de la naturaleza de la fuente que emite la luz.

Funcionamiento del espectrómetro Las componentes básicas de un espectrómetro es un conjunto de lentes, un colimador, una rejilla de difracción y un ocular, anteriormente detectar el espectro se hacía a simple vista, pero hoy en día se pueden usar sensores de luz que marcan los máximos y mínimos o también se pueden fotografiar los espectros.

Aplicaciones básicas En óptica, un espectrógrafo separa la luz que le llega de acuerdo a su longitud de onda y registra el espectro electromagnético en un detector. Es un tipo de espectrómetro y ha sustituido al espectroscopio en aplicaciones científicas.

Aplicaciones básicas En astronomía se utilizan espectrógrafos muy frecuentemente. Se instalan en el foco de un telescopio que puede estar situado en un observatorio terrestre o en una nave espacial.

Aplicaciones básicas Los primeros espectrógrafos usaban papel fotográfico como detector. La clasificación estelar y el descubrimiento de la secuencia principal, la ley de Hubble y la secuencia de Hubble fueron posibles gracias a los espectrógrafos que utilizaban papel fotográfico. Los espectrógrafos más recientes utilizan detectores electrónicos, como CCD que pueden utilizarse tanto para luz visible como para ultravioleta. La elección exacta del detector depende de las longitudes de onda que se quieran registrar.