Introduccion
La espectroscopia es el estudio del espectro de la luz proveniente de los cuerpos.
De este estudio se puede conocer la composicion, temperatura, densidad, velocidad
de desplazamiento y otros factores mas sobre este cuerpo.
La espectroscopia se puede realizar mediante un espectroscopio o un
espectrografo.
Historia
En 1666, Isaac Newton realiza por primera vez la descomposicion de la luz
blanca. Su experimento consistio en hacer un hueco de aproximadamente 1 cm. En
la ventana que daba al Sol. Cerro todo hasta que la habitacion estuviese totalmente
oscura excepto por la luz que entraba por el diminuto hueco, coloco un prisma de
cristal delante de este agujero y la luz se refracto hacia la pared opuesta y se
descompuso formandose un espectro (llamado, como veremos mas adelante
espectro continuo, para verlo lea espectros mas abajo) con varios colores.
Isaac Newton cuenta asi sus observaciones:era oblonga, pues estaba
formada por dos lados rectilineos y paralelos, y dos extremos semicirculares. Sobre
los lados estaba bien nitidamente limitada, pero sus extremos eran confusos y poco
nitidos, decayendo y desvaneciendose la luz gradualmente.
Esta imagen o espectro era de diferentes colores: roja en su extremo menos
refractado, y violeta en el mas refractado; amarillo, verde y azul en los espacios intermedios.
Mas tarde, en 1800, Herschel descubre por medio de un termometro que mas
alla del color rojo hay mas colores invisibles para el ojo humano que ejercen accion
calorifica: las radiaciones infrarrojas.
Y en 1801, Ritter descubre por medio de una placa impregnada en cloruro de
plata que mas alla del color violeta se extienden otros colores invisibles al ojo
humano: las radiaciones ultravioletas.
Un año mas tarde, en 1802, Wollaston (fisico de origen ingles) descubre siete
rayas oscuras y transversales en los espectros.
Pero el optico Fraunhofer fue el que inicio por primera vez un estudio detallado
de estas lineas, clasificandolas.
Y estudios mas adelante realizados por el gran Kirchhoff sobre los espectros de
los gases, abrieron un vasto camino al analisis espectral que permitiria conocer la
composicion y demas caracteristicas de objetos ubicados a grandes distancias,
como el Sol, las estrellas y demas objetos celestes.
Radiaciones
Los colores que vemos a diario son un tipo de radiacion, las radiaciones visibles
(ya que son las unicas radiaciones visibles al ojo humano) y cada color se
caracteriza por su longitud de onda, siendo el rojo el que tiene la longitud de
onda mas larga.
La longitud de onda se expresa en Angstrom (A) y representa la diezmillonesima
parte del milimetro, 1 A = 10.000 (micras.)
Considerando las longitudes de ondas se pueden clasificar diferentes tipos de
radiaciones:
Prismas
Como ya es conocido, un prisma de vidrio cualquiera es capaz de descomponer
la luz proveniente del Sol o de una lampara electrica por ejemplo, dando una franja
de varios colores (el espectro), el efecto mas conocido es el arco iris que es el
espectro del Sol descompuesto por el agua que actuo como un prisma.
Pero el poder dispersivo de un prisma, o sea, la capacidad de dar espectros mas
o menos anchos depende del indice de refraccion del prisma utilizado. Lo que se
busca es dar espectros mas anchos para poder realizar mejores observaciones,
pero el problema es que cuanto mas ancho es el espectro mas se pierde la relacion
entre dispersion y longitud de onda.
Ver imagen abajo:
Lo que indica que el hidrógeno emite las radiaciones de longitud de onda:
a) 4341 Å (el azul que se encuentra a la izquierda.)
b) 4858 y 4856 Å (la franja que se encuentra en el medio.)
c) 6560 y 6568 Å (el rojo a la derecha.)
Porque como ya dijimos cada color (y también cada tonalidad de color) tiene una
longitud de onda característica.
Pero si colocamos un sólido, líquido en estado incandescente o un gas sometido
a altas presiones y entre este y el espectroscopio colocamos un elemento a menor
temperatura que aquel, obtenemos el espectro de absorción.
Por ejemplo, si colocamos al Sol (gas a altas presiones), y entre el
espectroscopio y el Sol se ubica el hidrógeno a inferior temperatura que el Sol,
obtenemos el espectro de absorción del hidrógeno (imagen a la izquierda.)
Como podemos observar, las mismas rayas de colores que observábamos en el
espectro de emisión del hidrógeno, las observamos de color negras en el espectro
de absorción. Con esto podemos comprobar la 2° ley de Kirchhoff que adaptada
puede ser así: “Todo cuerpo puede absorber las mismas radiaciones que es capaz
de emitir”. Si el hidrógeno emite radiaciones de longitud de onda 4341 Å, 4858 y
4856 Å, 6560 y 6568 Å entonces las absorbe.
A base de estos conocimientos, los científicos pueden descifrar de que están
compuesto los gases a altas presiones, sólidos y líquidos en estado incandescente.
Pero también hay que tener en cuenta que cuando los rayos de luz de determinado
sistema (el Sol por ejemplo) atraviesan la atmósfera terrestre para llegar a los ojos
del observador, los elementos que se hallan en la atmósfera terrestre también
estos absorben ciertas radiaciones.
Análisis de un espectro
Para concluir voy a realizar un breve análisis del espectro solar.
Como podemos observar, en la gráfica de emisiones se pueden caracterizar los
diferentes elementos sabiendo las radiaciones que emiten. Del hidrógeno sabíamos
que emitía las radiaciones de longitud de onda 4341 Å, 4858 y 4856 Å, 6560 y
6568 Å, por lo tanto al observar que en el espectro solar dichos colores de esa
longitud de onda están oscurecidos. Observe que los colores no se absorben
completamente hasta oscurecerse, sino que con una determinada intensidad, si la
intensidad es 0 entonces el color estará negro, pero si esta es 100, el color brillará
completamente.
Bilbliografia:
http://astroplaneta.metropoliglobal.com
La espectroscopia es el estudio del espectro de la luz proveniente de los cuerpos.
De este estudio se puede conocer la composicion, temperatura, densidad, velocidad
de desplazamiento y otros factores mas sobre este cuerpo.
La espectroscopia se puede realizar mediante un espectroscopio o un
espectrografo.
Historia
En 1666, Isaac Newton realiza por primera vez la descomposicion de la luz
blanca. Su experimento consistio en hacer un hueco de aproximadamente 1 cm. En
la ventana que daba al Sol. Cerro todo hasta que la habitacion estuviese totalmente
oscura excepto por la luz que entraba por el diminuto hueco, coloco un prisma de
cristal delante de este agujero y la luz se refracto hacia la pared opuesta y se
descompuso formandose un espectro (llamado, como veremos mas adelante
espectro continuo, para verlo lea espectros mas abajo) con varios colores.
Isaac Newton cuenta asi sus observaciones:era oblonga, pues estaba
formada por dos lados rectilineos y paralelos, y dos extremos semicirculares. Sobre
los lados estaba bien nitidamente limitada, pero sus extremos eran confusos y poco
nitidos, decayendo y desvaneciendose la luz gradualmente.
Esta imagen o espectro era de diferentes colores: roja en su extremo menos
refractado, y violeta en el mas refractado; amarillo, verde y azul en los espacios intermedios.
Mas tarde, en 1800, Herschel descubre por medio de un termometro que mas
alla del color rojo hay mas colores invisibles para el ojo humano que ejercen accion
calorifica: las radiaciones infrarrojas.
Y en 1801, Ritter descubre por medio de una placa impregnada en cloruro de
plata que mas alla del color violeta se extienden otros colores invisibles al ojo
humano: las radiaciones ultravioletas.
Un año mas tarde, en 1802, Wollaston (fisico de origen ingles) descubre siete
rayas oscuras y transversales en los espectros.
Pero el optico Fraunhofer fue el que inicio por primera vez un estudio detallado
de estas lineas, clasificandolas.
Y estudios mas adelante realizados por el gran Kirchhoff sobre los espectros de
los gases, abrieron un vasto camino al analisis espectral que permitiria conocer la
composicion y demas caracteristicas de objetos ubicados a grandes distancias,
como el Sol, las estrellas y demas objetos celestes.
Radiaciones
Los colores que vemos a diario son un tipo de radiacion, las radiaciones visibles
(ya que son las unicas radiaciones visibles al ojo humano) y cada color se
caracteriza por su longitud de onda, siendo el rojo el que tiene la longitud de
onda mas larga.
La longitud de onda se expresa en Angstrom (A) y representa la diezmillonesima
parte del milimetro, 1 A = 10.000 (micras.)
Considerando las longitudes de ondas se pueden clasificar diferentes tipos de
radiaciones:
Prismas
Como ya es conocido, un prisma de vidrio cualquiera es capaz de descomponer
la luz proveniente del Sol o de una lampara electrica por ejemplo, dando una franja
de varios colores (el espectro), el efecto mas conocido es el arco iris que es el
espectro del Sol descompuesto por el agua que actuo como un prisma.
Pero el poder dispersivo de un prisma, o sea, la capacidad de dar espectros mas
o menos anchos depende del indice de refraccion del prisma utilizado. Lo que se
busca es dar espectros mas anchos para poder realizar mejores observaciones,
pero el problema es que cuanto mas ancho es el espectro mas se pierde la relacion
entre dispersion y longitud de onda.
Ver imagen abajo:
Lo que indica que el hidrógeno emite las radiaciones de longitud de onda:
a) 4341 Å (el azul que se encuentra a la izquierda.)
b) 4858 y 4856 Å (la franja que se encuentra en el medio.)
c) 6560 y 6568 Å (el rojo a la derecha.)
Porque como ya dijimos cada color (y también cada tonalidad de color) tiene una
longitud de onda característica.
Pero si colocamos un sólido, líquido en estado incandescente o un gas sometido
a altas presiones y entre este y el espectroscopio colocamos un elemento a menor
temperatura que aquel, obtenemos el espectro de absorción.
Por ejemplo, si colocamos al Sol (gas a altas presiones), y entre el
espectroscopio y el Sol se ubica el hidrógeno a inferior temperatura que el Sol,
obtenemos el espectro de absorción del hidrógeno (imagen a la izquierda.)
Como podemos observar, las mismas rayas de colores que observábamos en el
espectro de emisión del hidrógeno, las observamos de color negras en el espectro
de absorción. Con esto podemos comprobar la 2° ley de Kirchhoff que adaptada
puede ser así: “Todo cuerpo puede absorber las mismas radiaciones que es capaz
de emitir”. Si el hidrógeno emite radiaciones de longitud de onda 4341 Å, 4858 y
4856 Å, 6560 y 6568 Å entonces las absorbe.
A base de estos conocimientos, los científicos pueden descifrar de que están
compuesto los gases a altas presiones, sólidos y líquidos en estado incandescente.
Pero también hay que tener en cuenta que cuando los rayos de luz de determinado
sistema (el Sol por ejemplo) atraviesan la atmósfera terrestre para llegar a los ojos
del observador, los elementos que se hallan en la atmósfera terrestre también
estos absorben ciertas radiaciones.
Análisis de un espectro
Para concluir voy a realizar un breve análisis del espectro solar.
Como podemos observar, en la gráfica de emisiones se pueden caracterizar los
diferentes elementos sabiendo las radiaciones que emiten. Del hidrógeno sabíamos
que emitía las radiaciones de longitud de onda 4341 Å, 4858 y 4856 Å, 6560 y
6568 Å, por lo tanto al observar que en el espectro solar dichos colores de esa
longitud de onda están oscurecidos. Observe que los colores no se absorben
completamente hasta oscurecerse, sino que con una determinada intensidad, si la
intensidad es 0 entonces el color estará negro, pero si esta es 100, el color brillará
completamente.
Bilbliografia:
http://astroplaneta.metropoliglobal.com