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