Espectroscopía Juan Pablo Sánchez Grupo 1-31 Fundamentos de Física Moderna Universidad Nacional de Colombia

¿Qué es un espectro electromagnético? El espectro electromagnético es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles en el universo. Cuando se hace referencia al espectro de un objeto, se refiere a la distribución característica de radiación que tiene ese objeto. El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo. Figura 1: Espectro electromagnético.

¿En que consiste la espectroscópía? La espectroscopía es la técnica con la cual se determinan las relaciones entre un material y su espectro electromagnético específico. Un espectro se genera cuando se dispersa luz a través del material que se desea estudiar. El ángulo con que se dispersa la luz depende de la longitud de onda del haz que atraviesa o emite el cuerpo, por lo que se obtiene un espectro único para cada material (se podría decir que este espectro es como una huella digital del mismo). Existen dos tipos de espectro: Uno de absorción y otro de emisión. Se diferencian en que, para elaborar el primero, se expone el material de estudio a radiación de diferentes longitudes de onda y se determina cuales no pasan. Para el segundo, se determinan las longitudes de onda de los haces luminosos que emite el material cuando se calienta a diversas temperaturas. Ambos se “dibujan” sobre un espectro continuo. Tabla 1: Segmentos o bandas del espectro electromagnético con sus respectivas longitudes de onda, frecuencias y energía.

Algunos ejemplos de espectrómetros Figura 2 y 3: Fotografía y esquema de funcionamiento de un espectrómetro de masa. Figura 4 y 5: Fotografía y esquema de funcionamiento de un espectrómetro giratorio.

Espectros de emisión y absorción: Ejemplos Figura 6: De arriba abajo, espectros de absorción y emisión, respectivamente, del Titanio (Ti), Kripton (Kr) y el Cobre (Cu). Para el primero, resulta de mayor interés ver las longitudes de onda que no pasan o las “líneas negras” en el espectro, mientras que para el segundo, lo son las longitudes de onda que si pasan, es decir, las “líneas coloreadas” en el espectro. Más espectros se pueden encontrar en: http://casanchi.com/fis/espectros/espectros01.htm#2

Referencias Figura 1: http://4.bp.blogspot.com/-W5tKN_WARSI/T0IoKDaj7vI/AAAAAAAAHUw/EKXTi9zxqtM/s1600/EspectroElectromagnetico.png Figura 2: http://www.dlt.ncssm.edu/tiger/diagrams/structure/MassSpectrometer-640.jpg Figura 3: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/magnet/espectrometro_files/espectrometro.gif Figura 4: http://tecnoedu.com/Pasco/img/SP9268A.jpg Figura 5: http://www.carrascal.net46.net/fisicas/termometria/espectrometro.jpg Referencia 1: http://legacy.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/ir/spectra/spec_sp.html Referencia 2: http://www.astrofisicayfisica.com/2012/06/que-es-el-espectro-electromagnetico.html Referencia 3: http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico