Introducción
En este proyecto te vamos a mostrar todo el
funcionamiento de un espectroscopio.
Además te enseñaremos
cómo construir un espectroscopio muy sencillo y
económico.
El espectroscopio es un aparato o
instrumento que sirve para medir todas las propiedades de
la luz en una determinada porción de un espectro
electromagnético. La variable que puede medir generalmente
es la intensidad luminosa pero se puede medir
también el estado de polarización
electromagnética, por ejemplo. La variable independiente
generalmente puede ser la longitud de onda de la luz,
expresada generalmente en submúltiplos del metro, aunque
también puede ser expresada en cualquier unidad
directamente proporcional a la energía del
fotón, como la frecuencia o
los electrón-voltios, que mantienen un
relación inversa con la longitud de onda. Se usan los
espectrómetros en espectroscopia para hacer
líneas espectrales y medir sus longitudes de
onda e intensidades.
Su poder separador se basa en el
fenómeno de la difracción, en este caso es
producido por los "espejitos" microscópicos para leer un
laser en un compact-disc (CD). En un CD hay 1000 puntos de
difracción por cada milímetro de cada disco, lo que
permite que se pueda separar muy bien los colores
básicos.
La denominación de espectroscopio se
puede reservar para el instrumento que permite
examinar directamente un espectro por medio de
las lentes que forman el anteojo. Calibrar el
instrumento significa determinar que longitud de onda corresponde
a cada división de la escala. Cada línea espectral
al atravesar el prisma, se desvía superponiéndose
en el campo a una división de la escala, que es lo que se
proyecta sobre la cara de emergencia del prisma por el
tubo proyector. De esta manera pueden encontrarse algunas
líneas espectrales conocidas sobre la escala, trazando una
curva de calibración del instrumento. Esta curva determina
la longitud de onda de componentes que no se
conocen.
Espectroscopio
El espectroscopio es el instrumento que se
utiliza para el análisis de la luz separando sus
longitudes de onda.
Los espectros de emisión se pueden
ver en el espectroscopio como líneas de color (frecuencia
emitida) sobre un fondo negro. Los espectros de absorción
señalan todos los colores entremezclados con líneas
negras (frecuencias absorbidas).
Para producir la descomposición de
una luz compuesta de varis colores Newton utilizó el
prisma, que hacía desviar de forma diferente a cada color
(longitud de onda) al ser atravesado por el rayo.
Simulación del comportamiento del prisma.
Después se utilizaron las "redes de
difracción", que consiste en una base (transparente o
reflectante) con rendijas muy pequeñas, en cada
milímetro pueden entrar entre 500 hasta más de 1000
rendijas, que hacen que cada color del rayo de luz se disperse en
todas las direcciones (difracción) , pero que luego en
cada una de las dimensiones de onda iguales (color) derivado de
cada uno de los rayos del haz de luz blanca se refuerce o se
destruya conforme a unas direcciones determinadas (interferencia
constructiva o destructiva), obteniendo el mismo resultado que en
el prisma: la descomposición de la luz poli
cromática en sus componentes, pero esta vez con mayor
vigor, es decir, con una mejor y más uniforme
separación de los mismos.
Un espectroscopio ayuda a buscar
cuáles son los elementos emisores de luz, al separar la
luz en los colores que se compone y presentar un
espectro.
Cada elemento de luz crea colores
diferentes.
Gráficas e
imágenes
Esta grafica muestra cuanto es la
longitud y la intensidad de las ondas de cada color.
Esta imagen muestra que el prisma
óptico descompone la luz que se transmite y este emite
franjas de diferentes colores dependiendo la luz que se coloque
en el prisma.
Esta grafica te mostrara algunos colores
que se pueden observar en la descomposición de la
luz.
Objetivo
El objetivo de un espectroscopio es
difundir la luz en diferentes longitudes de ondas para que se
pueda ver a simple vista. La parte principal de un espectroscopio
es el elemento dispersor. Hay dos principios ópticos de un
espectroscopio con el que se puede dispersar la luz que es la
refracción diferencial y la interferencia. La
refracción da lugar a los espectroscopios del prisma y la
interferencia da lugar a los basados en las redes de
difracción. También existen componentes dispersores
híbridos, que se pueden combinar en cada
elemento.
El objetivo de este experimento es que
todos podamos ver todos los colores que compone la luz
eléctrica.
Por medio de él Espectroscopio,
además de mostrar las diferentes franjas de colores,
también (algunos más especiales) determinan la
temperatura, el movimiento de un rayo de luz, la edad, el volumen
de su masa, cuando tiene de luz y de distancia.
Depende mucho de la luz que se esté
reflejando ya que, por ejemplo, la luz blanca se muestra unas
ondas más grandes que en la luz amarilla o el
sol.
Newton realizo este experimento: La luz
blanca pasa a través del prisma, el cual la separa en los
diferentes colores. Una pantalla opaca con una pequeña
perforación es colocada en el camino de la luz dispersada
en correspondencia del rayo amarillo. Ese rayo (amarillo) es el
único que puede pasar a través de la
perforación y es enviado a un segundo prisma triangular. A
la salida del prisma sigue habiendo solo luz amarilla. Por lo
tanto si se repite con cada color, queda demostrado que el prisma
no añade ni elimina colores.
Espectroscopio
Sencillo
-Materiales
Una caja de cerillos grande (o
cualquier caja de tamaño rectangular)Un CD (compact-disc o
CD-rom).
-Procedimiento
En primer lugar, vas a cortar el CD en
trozos con mucho cuidado. Se necesita un trozo de CD de
aproximadamente un tamaño 1/8 del disco.A continuación, tienes que
recortar una ventana pequeña en la parte superior de
la caja.Después, cortar y doblar el
trozo de cartón para que se pueda abrir y cerrar la
ventana.Ahora, pega el trozo de CD en el centro
del interior de la caja. De tal forma que al abrir una
rendija en el extremo de la caja la luz se pueda reflejar y
difractar sobre el espejo incida en la ventana.
-Como utilizarlo
Toma el espectroscopio y
oriéntalo hacia una luz, por ejemplo de un
foco.Prueba ahora con distinta
luz.Intenta observar el espectro estelar
del Sol (espectro de absorción). Ten cuidado de no
enfocar directamente al Sol. Intenta identificar las
líneas más características.Puedes ver los espectros de
emisión de algunas lámparas de alumbrado
público (blanca, de mercurio; amarilla, de sodio;
etc.) y de algún anuncio luminoso de escaparate (por
ejemplo, de gas neón, rojo).
-Resultado
Podrás observar cómo cambia
la luz al enfocarlo, ya que este experimento hace que se
descomponga la luz y se vea de distintos colores.
Varía mucho la luz que se
esté enfocando.
Conclusión
En conclusión este proyecto te
mostró todas las utilidades que puede tener un
espectroscopio.
Además, todo el procedimiento y
materiales que necesitarías para construir un
espectroscopio muy fácil.
También te enseño que el
espectroscopio nos permite determinar la temperatura, la
composición química y el movimiento de una estrella
(velocidad y dirección).A partir de allí, en forma
indirecta, su edad, su estado evolutivo, su masa, su luminosidad
y su distancia; además de su posición con respecto
a una nube de gas cercana.
Además, te enseño que el
espectroscopio descompone la luz combinada que nos llega de las
estrellas, en sus diferentes longitudes de onda (o colores si es
en el campo visual).La radiación ultravioleta (UV)
y visible comprende sólo una pequeña
parte del espectro electromagnético, que incluye otras
formas de radiación como radio, infrarrojo (IR),
cósmica y rayos X. La radiación
electromagnética puede considerarse una combinación
de campos eléctricos y magnéticos alternos que
viajan por el espacio con un movimiento de onda. Como la
radiación actúa como una onda, puede
clasificarse según la longitud de ésta o la
frecuencia.
El espectroscopio ha evolucionado y ha
tenido muchos cambios. La han agregado más cosas para que
sea aun más útil en toda su composición
muestra muchas cosas para que un físico-químico
determine todo acerca de la luz.
Newton realizo muchas cosas ya que fue un
físico, astrónomo y matemático, y unos de
tantos descubrimientos que hizo fue el espectroscopio, pero este
era muy sencillo y lo fueron modificando, hasta el día de
hoy.
Referencias
Texto
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectr%C3%B3metro
http://es.scribd.com/doc/104341480/Espectroscopio
http://es.scribd.com/doc/6716342/Espectroscopio-y-Espectrografo
http://www.chem.agilent.com/Library/primers/Public/5980-1397ES.pdf
http://es.scribd.com/doc/6716342/Espectroscopio-y-Espectrografo
http://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/diplomados/anteriores/basico/colima07/portafolios/grupoA/equipo2/ESPECTROSCOPIO.htm
Imágenes
http://html.rincondelvago.com/espectroscopio.html
http://archivo.laprensa.com.ni/archivo/2003/julio/24/en_clases/en_clases-20030724-07.html
http://www.cienciaenaccion.org/anteriores/material/trabajos_cas/id_378/index.htm
http://pepascientificas.blogspot.mx/2009/02/espectroscopia-y-espectroscopios.html
Autor(a):
Mariana Rodríguez
Gutiérrez