Espectroscopio

¿Alguna vez te preguntaste de qué está hecha la luna y las estrellas? Muchos de nosotros lo hicimos, y seguramente nos sentimos un poco decepcionados al descubrir que la luna es de queso. Pues, al igual que nosotros, desde hace muchos años atrás, científicos y astrónomos, como Isaac Newton, tuvieron las mismas inquietudes.

Todos ellos querían explorar el universo y saber de qué estaba hecho el sol, la luna y las estrellas. Crearon un dispositivo que les permitió esclarecer sus dudas, el espectroscopio, y como resultado de sus espectaculares hallazgos, los espectroscopios fueron el foco de mucho trabajo de desarrollo y se mejoraron continuamente durante la década de 1900. Hoy en día, están totalmente automatizados y son controlados por una computadora, la medición de líneas espectrales se realiza mediante un foto detector.

¿Qué es un Espectroscopio?

Es un instrumento que permite a los científicos determinar la composición química de una fuente de luz visible. El espectroscopio separa los diferentes colores de la luz para que los científicos puedan descubrir la composición de un objeto. Cuando un átomo se excita o se alegra, emite luz, esta luz se presenta mediante un grupo de líneas coloreadas y se llama “espectro atómico”. Al comparar este espectro característico con las líneas de absorción vistas por un espectroscopio, podemos saber de qué está hecho.

Por ejemplo, si tomamos el sol y decidimos estudiar su composición usando un espectroscopio, las líneas oscuras, o líneas de absorción, que vemos desde el mismo, se comparan con los espectros atómicos conocidos. De esta comparación se puede determinar que el sol contiene átomos de hidrógeno, sodio y magnesio.

¿Para qué sirve un Espectroscopio?

Actualmente, los espectroscopios desempeñan un papel importante en la ciencia analítica moderna, con aplicaciones en áreas muy diferentes, como análisis forense, control de calidad y astronomía. Se utiliza para hacer análisis espectroscópicos a fin de conocer e identificar los tipos de materiales. Al ser un equipo de laboratorio, su función principal es la de medir la descomposición de la luz. Es de gran importancia, puesto que ayuda a dar informes sobre los orígenes de distintas muestras, y determinar la cantidad de sustancias que se encuentran en ellas.

Usos de un Espectroscopio

  • Producir líneas espectrales y medir las longitudes de las ondas y sus intensidades.
  • Determinar la variedad de las longitudes mediante ondas, rayos x, rayos gamma e infrarrojo.
  • Estudiar las estructuras de átomos y moléculas.
  • Mejorar la visibilidad en telescopios.
  • Convertir una onda sonora en un espectrograma de sonido.
  • Analizar metales y su composición.

¿Cómo funciona un Espectroscopio? Funcionamiento y Uso de un Espectroscopio

  • Física y Química: En estas áreas, el espectroscopio se usa para llevar a cabo la técnica de espectroscopia, esta consiste en detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética de varias energías y relacionarlas con los niveles de energías presentes en la transición cuántica. Produciendo líneas espectrales que pueden medirse con las longitudes de las ondas y sus respectivas intensidades.
  • Laboratorios: En estos espacios, el espectroscopio se encarga de establecer la variedad de las longitudes mediante diferentes ondas y rayos.
  • Astronomía: En este ámbito, la espectroscopia se utiliza como herramienta para estudiar estructuras de átomos y moléculas. La gran cantidad de longitudes de onda emitidas por estos sistemas, hace posible investigar sus estructuras a detalle.
  • Telescopios: Cuando se instalan a los focos de los telescopios, los espectroscopios les permiten tener una mejor visibilidad. Estos pueden instalarse en espacios como observatorios terrestres y naves espaciales.
  • Acústica: Este instrumento también puede convertir una onda sonora en un espectrograma de sonido. Resulta ser una herramienta bastante útil para el análisis de los sonidos de toda clase, pues da una representación sumamente completa y fácil de interpretar, de los fenómenos sonoros.
  • Análisis de metales: Permite saber de qué están hechos algunos metales, por medio de la vaporización de las muestras. Los átomos que se despiden en este proceso, emiten una luz que se lleva hasta el sistema óptico y se mide con un detector electrónico, convirtiendo la luz en cargas electromagnéticas.

Características de un Espectroscopio

Es una herramienta que posee una alta sensibilidad, exactitud y versatilidad. Adicionalmente, se presenta como un aparato rápido y fácil de usar. Se compone de tecnología avanzada que detecta los espectros y al mismo tiempo es capaz de fotografiarlos. Cabe destacar, que este idóneo aparato además de fotografías, también registra los resultados de forma gráficas.

Partes y Piezas de un Espectroscopio

Se compone de diferentes partes, todas ellas siendo necesarias para que el instrumento funcione correctamente:

  • El foco: Produce haces de radiación o de las partículas que se investigan.
  • El analizador: Es el encargado de separar los haces acorde con las propiedades que se quieran analizar.
  • El detector: Este mide la cantidad de elementos que se registran y muestra los resultados en forma de gráfica, diagrama o fotografía.

Tipos de Espectroscopios

Quizá te estés preguntando qué tipo de espectroscopio debes utilizar para obtener los resultados correctos en tus mediciones, pues conocer algunos de sus tipos te ayudara en esta tarea. Existen diferentes tipos de espectroscopios, dependiendo de su uso, a continuación te dejo una lista de los más conocidos:

  • Espectroscopio de Bolsillo

    Este aparato mide de forma inmediata la huella molecular presente en prácticamente cualquier cosa que podamos ver, y por supuesto, puedes guardarlo en un bolsillo y llevarlo a todas partes. Si sientes curiosidad por saber el contenido alcohólico que hay en tu cerveza favorita o cuantos gramos de azúcar se encuentran en tu chocolate, este espectroscopio en miniatura te lo dirá. También es posible analizar otras cosas como cosméticos, joyas, piedras, plásticos, flores, etc. Las posibilidades son infinitas.

  • Espectroscopio de Prisma

    Está clase de espectroscopio está formado por una rendija por la que entra la luz, un grupo de lentes, un prisma y un lente ocular. La luz que se quiere analizar, pasa primeramente por un lente colimador (formado por un espejo parabólico, unas lentes y algunos diafragmas), que genera una luz estrecha y paralela, después pasa por el prisma, que separa estos haces en los distintos colores (radiaciones monocromáticas) que lo componen, y finalmente, con el lente ocular se enfoca la imagen que proviene de la rendija.

  • Espectroscopio de Masas

    Se usa para descubrir los tipos de masas moleculares, la abundancia de los isotopos y la composición química de una muestra. Consta de cuatro elementos básicos: un sistema para colocar las sustancias que serán analizadas, un mecanismo que las ioniza, un acelerador que transporta los iones al instrumento de medición y un dispositivo para separar los iones que ya han sido analizados y registrar los resultados obtenidos. Estos resultados se hacen eléctricamente a través de gráficas.

  • Espectroscopio de Red

    En lugar de un prisma, este aparato dispersa la luz mediante una red de difracción. Una red de difracción divide la luz en varios haces, que viajan en distintas direcciones. Tiene mucho mayor poder de dispersión que un prisma, y gracias a esto, permite observar los espectros con más detalle.

  • Espectroscopio Infrarrojo

    Esta herramienta, emplea la reflexión o absorción de una determinada longitud de onda, producida por los distintos grupos funcionales que se hallan en los tejidos. Involucra un haz de luz que interactúa con el material biológico y produce una radiación electromagnética en forma de ondas, permitiendo adentrarse dentro de la geometría, tamaño, distribución y composición del objeto.

  • Espectroscopio Óptico

    Mide la intensidad de la luz, y el estado de polarización. En él, se separa la luz que entra en relación a la longitud de onda, y se registra en el espectro. Estos dispositivos tienen la capacidad de efectuar mediciones diferentes. Es conveniente, conocer de antemano todas sus funciones para que sean utilizados de forma adecuada.

Marcas de Espectroscopios

  • Espectroscopio Analytik Jena

    Esta marca asegura tener condiciones óptimas de resolución, mediciones precisas, distribución uniforme de temperatura, tasas de calentamiento lineales y rápidas, y minimización de efectos de memoria.

  • Espectroscopio Baader

    Sus productos van dirigidos tanto a amateurs como a científicos experimentados y docentes de investigación. Poseen una amplia gama de espectroscopios de alta calidad y a muy buen precio.

  • Espectroscopio Euromex

    Son usados para experimentos ópticos, análisis de gemas o de sustancias transparentes. Se fabrican con prismas de la más alta calidad, rendijas de difracción y una óptica parecida a la de los telescopios con la finalidad de ampliar la resolución espectral y permitir un análisis exacto en laboratorios.

  • Espectroscopio Shelyak

    Los secretos de las diversas fuentes de luz son revelados gracias a este pequeño y manipulable espectroscopio. Es un tubo de tan solo 115mm de longitud, con una abertura de difracción sumamente precisa que proporciona una resolución bastante buena. Puedes utilizarlo con cualquier fuente de luz, para dar demostraciones públicas de ciencia o simplemente para analizar los faroles de luz de tu vecindario.

Estamos de acuerdo en que los espectroscopios son aparatos de suma importancia en la ciencia y la investigación. Esenciales en áreas como biología, astronomía, física y química. Ya que brindan información sobre la composición, densidad y temperatura de procesos físicos. En el caso del área clínica funcionan para estudiar las composiciones de la masa y el peso molecular.

También son usados en el análisis ambiental para conocer las propiedades, acidez y metales presentes en el agua. Los espectroscopios infrarrojos son fundamentales para los analistas ambientales puesto que determinan la concentración de ciertas composiciones en el aire.

Las radiografías se pueden usar para descubrir la composición anatómica de materiales sólidos. La espectroscopia es de gran valor en diagnósticos, y análisis farmacéuticos. Así que, ya lo ves, contar con uno de ellos en tu laboratorio te será de gran ayuda en distintos ámbitos. ¡No te quedes sin el tuyo!

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