EspectroscopioAndrea Seoane (Nº20)Pedro Taboada (Nº21) 4ºBPablo Vázquez (Nº24)

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Espectroscopio

Un espectroscopio o espectrómetro óptico es un instrumento capaz de descomponer la luz visible en sus componentes de diferentes colores (longitudes de onda), es decir, en su espectro. Está constituido por una rendija situada en el plano focal de un colimador, un prisma o una red de difracción y una lupa para observar el haz dispersado. Sirve para medir las propiedades de la luz en una determinada porción del espectro electromagnético.Aunque su fundamento, la descomposición de la luz blanca en los diferentes colores, data del siglo XVIII, debido al físico, astrónomo y matemático Isaac Newton, no se emplea hasta el siglo XX para observar, analizar y medir los diferentes aspectos químico-físicos (la temperatura, composición química, velocidad, etc.) de la luz procedente de las estrellas, galaxias y demás objetos astronómicos. Se inauguró un nuevo campo de la Astronomía: la astrofísica.

Para producir la descomposición de una luz compuesta de varios colores Newton utilizó el prisma, que hacía desviar de forma diferente cada color (longitud de onda) al ser atravesado por el rayo. Posteriormente se utilizaron las "redes de difracción", que consisten en un soporte (transparente o reflectante) con rendijas minúsculas (en cada milímetro hay entre 500 y 1.000 rendijas) que hacen que cada color del rayo de luz se disperse en todas las direcciones (difracción) primero, pero que luego en cada una de las longitudes de onda iguales (color) procedentes de cada uno de los rayos del haz de luz blanca se refuerce o destruya según unas direcciones determinadas (interferencia constructiva o destructiva), obteniéndose el mismo resultado que en el prisma: la descomposición de una luz policromática en sus componentes, pero esta vez con mayor eficacia, es decir, con una mejor y más uniforme separación de los mismos.

En el caso de nuestro espectroscopio, se basa en parte en la constitución de un CD. Un CD es una superficie reflectante que posee una serie de huecos y salientes (en inglés, pits y lands, respectivamente) mediante los cuales se codifica la información.Los pits y lands están distribuidos a lo largo de un surco que describe una espiral desde el radio exterior hacia el radio interior del CD. Si se hiciese un corte radial al CD, se observaría que la separación entre dos surcos consecutivos es una cantidad fija, del orden de la longitud de onda de la luz (1.6 μm para los CD y 0.74 μm para los DVD). Debido a esta separación, la luz reflejada en dos surcos consecutivos interfiere entre si dando lugar a máximos en la intensidad luminosa cuya posición en la superficie del CD depende de la longitud de onda de la luz incidente. Así pues, un CD puede utilizarse como una red de difracción por reflexión para construir con el un espectroscopio casero, que es lo que hemos hecho nosotros.

3Espectroscopio

El espectroscopio descompone la luz recibida, y por tanto, el espectro que veamos dependerá del tipo de fuente luminosa.

En las imágenes izquierdas, que corresponden a la descomposición de la luz emitida por una bombilla de bajo consumo (CFL), se observan varias líneas espectrales y un continuo de emisión a lo largo de todo el espectro visible. Las líneas espectrales se deben principalmente al vapor de mercurio, mientras que el espectro continuo se debe a las sales de fósforo que recubren el interior del vidrio de este tipo de lámparas.

En las imágenes derechas, que corresponden a la descomposición de la luz solar, se observa un espectro continuo y no hay líneas espectrales. El espectro mostrado por la luz de una bombilla incandescente es similar (aunque tiene menos color azul, debido a que la temperatura del Sol es mayor); el espectro continuo se asocia en ese caso a la emisión de radiación de cuerpo negro del filamento incandescente de tungsteno.

Estas experiencias permiten explicar que los espectros de emisión y absorción de un átomo son característicos de cada átomo, de forma que es posible identificar la presencia o ausencia de un elemento concreto en una fuente luminosa a través de su análisis espectral.