Espectrómetro óptico
Un espectrómetro óptico ( espectrofotómetro , espectrógrafo o espectroscopio ) es un instrumento que se utiliza para medir las propiedades de la luz en una parte específica del espectro electromagnético , que se utiliza normalmente en el análisis espectroscópico para identificar materiales. [1] La variable medida suele ser la intensidad de la luz, pero también podría ser, por ejemplo, el estado de polarización . La variable independiente suele ser la longitud de onda de la luz o una unidad directamente proporcional a la energía del fotón , como centímetros recíprocos.o electronvoltios , que tiene una relación recíproca con la longitud de onda.
Un espectrómetro se utiliza en espectroscopia para producir líneas espectrales y medir sus longitudes de onda e intensidades. Los espectrómetros pueden operar en una amplia gama de longitudes de onda no ópticas, desde rayos gamma y rayos X hasta el infrarrojo lejano . Si el instrumento está diseñado para medir el espectro en una escala absoluta en lugar de relativa, normalmente se le llama espectrofotómetro . La mayoría de los espectrofotómetros se utilizan en regiones espectrales cercanas al espectro visible.
En general, cualquier instrumento en particular funcionará en una pequeña parte de este rango total debido a las diferentes técnicas utilizadas para medir diferentes partes del espectro. Por debajo de las frecuencias ópticas (es decir, en las frecuencias de microondas y radio ), el analizador de espectro es un dispositivo electrónico estrechamente relacionado.
Los espectrómetros se utilizan en muchos campos. Por ejemplo, se utilizan en astronomía para analizar la radiación de los objetos y deducir su composición química. El espectrómetro usa un prisma o una rejilla para difundir la luz en un espectro. Esto permite a los astrónomos detectar muchos de los elementos químicos por sus líneas espectrales características. Estas líneas reciben el nombre de los elementos que las causan, como las líneas alfa , beta y gamma de hidrógeno. Un objeto brillante mostrará líneas espectrales brillantes. Las líneas oscuras se forman por absorción, por ejemplo, al pasar la luz a través de una nube de gas, y estas líneas de absorción también pueden identificar compuestos químicos. Gran parte de nuestro conocimiento de la composición química del universo proviene de los espectros.
Los espectroscopios se utilizan a menudo en astronomía y en algunas ramas de la química . Los primeros espectroscopios eran simplemente prismas con graduaciones que marcaban longitudes de onda de luz. Los espectroscopios modernos generalmente usan una rejilla de difracción , una rendija móvil y algún tipo de fotodetector , todo automatizado y controlado por una computadora . Los avances recientes han visto una creciente dependencia de los algoritmos computacionales en una gama de espectrómetros miniaturizados sin rejillas de difracción, por ejemplo, mediante el uso de matrices de filtros cuánticos basados en puntos en un chip CCD [2] o una serie de fotodetectores realizados en una sola nanoestructura. . [3]
Joseph von Fraunhofer desarrolló el primer espectroscopio moderno combinando un prisma, una rendija de difracción y un telescopio de una manera que aumentaba la resolución espectral y era reproducible en otros laboratorios. Fraunhofer también inventó el primer espectroscopio de difracción. [4] Gustav Robert Kirchhoff y Robert Bunsen descubrieron la aplicación de espectroscopios al análisis químico y utilizaron este enfoque para descubrir el cesio y el rubidio . [5] [6] El análisis de Kirchhoff y Bunsen también permitió una explicación química de los espectros estelares , incluidas las líneas de Fraunhofer . [7]
