¿Qué es la espectroscopia?
La espectroscopia es el estudio de la forma en que la radiación electromagnética y la materia se afectan entre sí. Piense en la forma en que la luz se ve afectada cuando golpea un prisma de vidrio. Cuando la luz blanca incide en el prisma de vidrio, se divide en un arco iris de colores.
En general, la espectroscopia tiende a implicar la ruptura de la radiación electromagnética, como la luz, en componentes. O para ser más específicos, dividiendo la radiación en longitudes de onda o colores individuales. Al hacer esto, puede averiguar qué tan intensa es la luz en esas diversas longitudes de onda. Los dispositivos que utilizamos en espectroscopia se suelen llamar espectrómetros .
La espectroscopia es importante en la historia porque allanó el camino para la mecánica cuántica. Nos permitió comprender mejor la radiación electromagnética como la luz. Usando estas observaciones, pudimos explicar la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y la estructura del átomo.
Aplicaciones de la espectroscopia
La capacidad de comprender las intensidades de la luz en diferentes longitudes de onda tiene muchas aplicaciones. Por ejemplo, podemos observar la luz del Sol y, al analizar las longitudes de onda que contiene, podemos averiguar qué elementos están presentes en el Sol.
Esto es posible debido a la forma en que operan los gases calientes. Los gases calientes contienen electrones que absorben la energía luminosa del Sol. Esto hace que se eleven a órbitas más altas. Como un niño exhausto, eventualmente usan esa energía y vuelven a caer a órbitas más bajas. Cuando hacen eso, la energía se libera nuevamente como luz. Sin embargo, dado que se libera por igual en todas las direcciones, esta luz tiene una intensidad más baja vista desde la Tierra que la que tendría si los electrones nunca la hubieran absorbido. Cada elemento tiene diferentes órbitas posibles para sus electrones, por lo que cuando miramos el espectro de luz del Sol, vemos áreas más oscuras que coinciden con los elementos presentes en el Sol. Por ejemplo, este patrón representa el hierro:
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Si bien descubrir los elementos presentes en el Sol es un uso científico interesante de la espectroscopía, hay más ejemplos cotidianos de cómo usamos la espectroscopía. Un ejemplo de esto sería la espectroscopia de ionización por resonancia, o RIS para abreviar. Esta es una técnica que se puede utilizar no solo para determinar los elementos o compuestos presentes en una muestra, sino también para determinar sus concentraciones. Esto se puede utilizar para analizar muestras médicas o químicas, para fechar materiales lunares, para estudiar el agua subterránea y los casquetes polares antiguos, y para la prospección de diversos materiales como el oro y el petróleo. Incluso se puede usar para sondear la estructura del ADN y averiguar si una estrella está girando en un sentido u otro.
Resumen de la lección
La espectroscopia es el estudio de cómo interactúan la radiación electromagnética y la materia. Hacemos esto estudiando la luz que proviene o brilla a través de un material en particular y descomponiéndolo por longitud de onda, o color de luz, para buscar patrones. La luz del Sol, por ejemplo, contiene ciertas longitudes de onda que no son tan brillantes como otras. Estos corresponden a electrones que saltan entre las órbitas de los átomos en el Sol. Al observar el espectro, podemos averiguar qué elementos están presentes en el Sol. Otras aplicaciones de la espectroscopia incluyen el análisis de muestras químicas, el estudio del agua antigua, el sondeo de la estructura del ADN y la búsqueda de recursos naturales.
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