Rensayo sobre energia radiotermica

Espectrometría

Lectura N° 1

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

Espectrometría
Objeto de Estudio Nº 1

LECTURA N° 1

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Bibliografía: SKOOG, D.A.; Leary J.J.; ANÁLISIS INSTRUMENTAL, 4° ed.; Ed. McGraw-Hill (1994), págs. 66-83. ROCHA Castro E.; PRINCIPIOS BÁSICOS DE ESP’ECTROSCOPÍA; Editorial UACh, México (2000), pág 34.

F.C.Q.

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Facultad de Ciencias Químicas RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
INTRODUCCIÓN La radiación electromagnética tiene propiedades ondulatorias y corpusculares. Los fenómenos de refracción, reflexión, dispersión, etc. son explicables considerando la radiación electromagnética como ondas. El efecto fotoeléctrico sugiere que la radiación electromagnética también tiene comportamiento corpuscular y queésta radiación consiste de partículas discretas llamadas fotones, los cuales tienen energías definidas y se desplazan a la velocidad de la luz. NATURALEZA DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA PROPIEDADES ONDULATORIAS.- La radiación electromagnética tiene una componente eléctrica y una componente magnética. Únicamente la componente eléctrica es activa al interaccionar con la materia, por lo queúnicamente ésta será considerada en el fenómeno de absorción de la radiación. El vector eléctrico y el vector magnético de la radiación están representados en la Figura 1.

Figura 1: Componente eléctrica y magnética de la radiación.

Lambda (λ), está relacionada con la frecuencia y con la velocidad de la luz de la siguiente manera:

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λν=c/η=v ν =frecuencia=número de longitudes de onda (ciclos) que pasan por un punto fijo en la unidad de tiempo. Unidades : ciclos/seg. o seg-1. c= velocidad de la luz 3x1010 cm/seg. η= índice de refracción. λ= longitud de onda. Distancia entre dos puntos requeridos para completar un ciclo. Unidades: cm. v= Velocidad de desplazamiento de la onda. υ´=Número de onda. Es el inverso de la longitud de onda. Se define como elnúmero de longitudes de onda en 1 cm. Unidades: cm-1. τ= Período. Tiempo requerido para completar un ciclo. Unidades: ciclos/seg. o seg. En función de su frecuencia, las ondas electromagnéticas tienen diferentes características y producen fenómenos diversos en el medio donde se propaga o sobre el medio que lo absorbe. sin embargo, por estos fenómenos, podemos agrupar y dividir en varias regiones elespectro electromagnético (figura 2). Rayos cósmicos- gama- rayos x- Ultravioleta lejano- Ultravioleta Cuarzo- Visible – Infrarrojo cercano -Infrarrojo Medio o fundamental – Infrarrojo lejano -microonda -radar -tv -rmn -radio –eléctrica

10-8 10-6 10-4 10-2 108 109 1010 1011 10-5 10-3 10-1 10 1011 1012 1013 1014 -5 -3 -1 10 10 10 10 109 1011 1012 1013 1014

10-1 102 102

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micrones (µ)10 104 104

102 105 105

103 106

105 108

106 109 108

103 Milimicrones (mµ) 103 Nanometros (nm)

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Figura 2: El espectro electromagnético y su clasificación en diferentes zonas, según su energía y el tipo de radiación producida.

PROPIEDADES CORPUSCULARES.- Max Planck encontró que la relación entre la energía de la radiación electromagnética y su frecuencia está dada por lasiguiente ecuación: E=hν E= Energía del fotón en ergs. ν= Frecuencia de la radiación en ciclos/seg. (hertz). h= Constante de Planck= 6.6254x10-27 ergios . seg. Obsérvese que la Eαν Eα1/λ

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ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.- El espectro electromagnético está compuesto por radiación de diferentes longitudes de onda mientras menor sea la longitud de onda de laradiación, mayor será la energía del fotón, de acuerdo a la relación de Planck. El espectro electromagnético se divide en bandas para su clasificación. Cada una de éstas bandas tiene aplicaciones en espectroscopia y así tenemos la espectroscopia de: Microondas, de Rayos X, Infrarrojo, Visible, Ultravioleta, etc. El espectro electromagnético se encuentra en la Figura 2. ABSORCIÓN Y EMISIÓN DE LA...