Física

Análisis Espectral

Publicado por Monica González

Los espectros de líneas tienen un papel especial muy importante porque su carácter está ligado a la estructura del átomo. Pues estos espectros son formados por los átomos que no experimentan acciones externas. Por esto, conociendo los espectros de líneas, damos el primer paso en el estudio de la estructura de los átomos. Observando estos espectros, los científicos tuvieron la posibilidad de mirar dentro del átomo. Aquí la óptica y la física atómica tienen un punto de encuentro.

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La propiedad principal de los espectros de líneas consiste en el hecho de que los largos de onda (o frecuencias) de un espectro de líneas de cualquier sustancia dependen apenas de las propiedades de los átomos de esta sustancia y no de las causas de la emisión de luz por los átomos.

Los átomos de cualquier elemento químico dan un espectro que no es parecido con el espectro de los otros elementos, ellos tienen la capacidad de irradiar en un determinado grupo de largos de onda.

Es en esto que se basa el análisis espectral, es el método para definir la composición química de la sustancia a través de su espectro. Tal como las impresiones digitales de las personas, los espectros de líneas tienen características individuales

Las características únicas del diseño de la piel de los dedos ayuda frecuentemente a identificar un criminal. Del mismo modo, gracias a las características individuales de los espectros, puede definirse a la composición química de un cuerpo.

Con el auxilio del análisis espectral, se puede identificar un dado elemento que se encuentra en la composición de una dada sustancia compuesta, siendo que su masa sea mayor que 10 – 10 g. Es un método muy sensible.

Realizar el análisis cuantitativo de la composición de la materia según su espectro es más difícil, visto que la intensidad de las líneas espectrales depende no solo de la masa, pero también del método utilizado para provocar la emisión de luz.

Así, cuando la temperatura no es alta, muchas líneas espectrales no aparecen. Sin embargo, observando determinadas condiciones estándar al provocar la emisión de luz, se puede realizar el análisis espectral cuantitativo.

Actualmente están definidos los espectros de todos los átomos y fueron realizadas tablas de espectros. Con el auxilio del análisis espectral fueron descubiertos nuevos elementos: el rubidio, el cesio y otros. Frecuentemente los nombres dados a los elementos corresponden al color de la línea más intensa del espectro. El rubidio surge en las líneas rojo oscuras, del color del rubí. La palabra cesio, significa “azul celeste”. Este es el color de las líneas principales del cesio.

Fue precisamente con el auxilio del análisis espectral que se hizo conocida la composición química del sol y las estrellas. Otros métodos de análisis no son posibles en estos casos.

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Se verifica que las estrellas están compuestas por los mismos elementos químicos que existen en la Tierra.

Es interesante saber que el Helio fue descubierto primero en el Sol y solo luego fue encontrado en la atmósfera de la Tierra. El nombre de este elemento nos hace recordar la historia de su descubrimiento: la palabra helio significa “solar”.

Gracias a su simplicidad y universalidad, el análisis espectral es el método fundamental de control de la composición de los materiales en la metalúrgica, la construcción de máquinas, en la industria atómica, etc. Con el auxilio del análisis espectral, se determinó la composición química de los minerales.

El análisis espectral puede ser realizado no solo según los espectros de emisión, sino también según los espectros de absorción. Justamente las líneas de absorción del espectro del Sol y de las estrellas permitieron verificar la composición química de estos cuerpos celestes.

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La superficie del sol, intensamente luminosa, da un espectro contínuo. La atmósfera solar absorbe la luz de la fotosfera, lo que hace aparecer líneas de absorción sobre el fondo del espectro contínuo de la fotosfera.

Pero la propia atmósfera del Sol irradia luz. Cuando se dan los eclipses de Sol, cuando el disco solar es tapado por la Luna, se da la inversión del espectro. En el lugar de las líneas de absorción en el espectro solar, surgen las líneas de radiación.

Categorías: Óptica, Física atómica y molecular