Espectroscopia

Espectroscopia
¿QUÉ ES UN ESPECTRO?
Los espectros son una serie de colores -violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo, por orden- que se producen al dividir una luz compuesta con una luz blanca en sus colores constituyentes. Por ejemplo, el arco iris es un espectro natural producido por fenómenos meteorológicos.
Los aparatos empleados para analizar los espectros son: espectroscopios,espectrógrafos y espectrofotómetros, según sean para observar visualmente el espectro, registrarlo fotográficamente o para medir la intensidad de sus diferentes partes. En el siglo XIX, los científicos descubrieron que más allá de los extremos violeta y rojo del espectro había unas radiaciones que se denominaron ultravioleta e infrarroja. La radiación ultravioleta, aunque invisible al ojo humano,poseía una notable acción fotoquímica. Igualmente, la radiación infrarroja, también invisible al ojo humano, transmitía energía, lo que quedaba demostrado al aplicarla a un termómetro. Desde entonces se han abierto los límites del espectro, y se han ido añadiendo las ondas de radio, más allá del infrarrojo, y los rayos X y rayos gamma más allá del ultravioleta

LA ESPECTROSCOPIA
La ciencia queestudia los espectros en la física y la física química es la espectroscopia. Esta ciencia se basa en que cada elemento químico tiene su espectro característico. Los científicos alemanes Gustav Kirchoff y Robert Bunsen comprobaron esto en 1859 mediante la aplicación de un espectroscopio de prisma desarrollado por ellos mismos al análisis químico. Los dos científicos alemanes mencionadosanteriormente descubrieron que cada elemento emite y absorbe distintos tipos de ondas de luz, y que por tanto cada elemento tiene un espectro distinto.
Como se ha indicado antes, los aparatos empleados para estudiar los espectros son el espectroscopio, el espectrógrafo y el espectrofotómetro.

- El primero está formado por una rendija por la que entra la luz procedente de una fuente externa, un conjunto delentes, un prisma y un ocular. La luz que se quiere analizar pasa por una lente colimadora, que la convierte en un haz de luz estrecho y paralelo, y luego por el prisma. Una nueva lente enfoca las distintas ondas de luz que salen del prisma sobre una pantalla, reflejándose en ésta las líneas espectrales, cada una de un color diferente.
- En el segundo, la lente de enfoque es sustituida por unacámara fotográfica. Al llegar las luces a la película se impresionan sobre la misma, y más tarde se puede calcular su longitud de onda según sus posiciones en la película. Los espectrógrafos son útiles en casi todas las regiones del espectro, pero como el vidrio no transmite las radiaciones ultravioleta e infrarroja, las lentes a usar deben de ser de otro material, como el cuarzo.
- El tercer tipose usa para medir la intensidad de un espectro determinado en comparación con la intensidad de luz de una fuente patrón. De esta manera se puede determinar la concentración de la sustancia que ha producido el espectro. Estos aparatos son muy útiles para estudiar las partes no visibles del espectro.
También existe una variante del prisma, que se emplea para estudiar toda la zona del espectro másallá de la zona ultravioleta. Consiste en una superficie especular de metal sobre la cual se han trazado varias líneas paralelas con un diamante. De esta manera, la luz se dispersa de una forma más limpia y se consigue una resolución del espectro mucho mayor.
ANÁLISIS ESPECTRAL
La luz se emite en fotones, y la energía de cada fotón es directamente proporcional a la frecuencia, e inversamenteproporcional a la longitud de onda. Esta energía se halla mediante la siguiente fórmula:
Donde h es el factor de proporcionalidad denominado constante de Planck, es la frecuencia, la longitud de onda y c la velocidad de la luz en el vacío. Puesto que al moverse los electrones de un átomo de una órbita a otra producen energía, midiendo la longitud de onda de los fotones emitidos mediante los...