Datos previos para una aproximación al análisis espectral de ondas sonoras, luminosas y/o electromagnéticas
Un espectrofotómetro es un utensilio de laboratorio que nos permite evaluar la cantidad de luz que absorbe un determinado elemento químico. Al instrumento capaz de expresar una forma de onda en un gráfico generando líneas espectrales que miden sus longitudes e intensidades lo llamamos espectrógrafo. Y a la gráfica del espectro, espectrograma.
A diferencia del colorímetro capaz de trabajar sólo en un espectro de luz visible, el espectrofotómetro puede trabajar espectros de luz ultravioleta e infrarroja. Se utiliza principalmente en investigaciones científicas dentro de distintos campos: la biología, la física y la química, siendo la intensidad luminosa y/o la polarización electromagnética sus variables valuadas.
El espectrofotómetro es originario del fotómetro, otro instrumento que mide la magnitud lumínica; y/o del espectrómetro, espectrómetro óptico o espectroscopio, diseñado para medir las propiedades de la luz de un espectro sonoro, luminoso o electromagnético, y en algunos casos el estado de polarización.
Por otra parte, un espectrómetro de masas se usa para conocer los tipos de masas moleculares, así como la relatividad de los isotopos, como la composición química de la muestra.
Los inventores del espectroscopio fueron Gustav Kirchhoff y Robert Wilhelm Bunsen. Los primeros espectroscopios eran un simple prisma con graduaciones que marcaban las distintas longitudes de onda de la luz empleados en astronomía y en algunas ramas de la química.
En el diseño original del espectroscopio del siglo XIX, la luz atravesaba una rendija y una lente colimadora transformaba la luz en un haz de rayos paralelos. Pasaba entonces a través de un prisma que refractaba el haz en un espectro, debido a que las distintas longitudes de onda se refractaban de diferente manera por la dispersión. La imagen se podía ver a través de un tubo con una escala superpuesta sobre la imagen espectral, permitiendo su lectura directa.
Con el desarrollo de la película fotográfica en el siglo XX, pudieron diseñarse espectrógrafos más precisos. Se basaban en el mismo principio que el espectroscopio, pero tenían una cámara en lugar de un tubo para mirar.
En los últimos años, los circuitos electrónicos construidos junto al tubo fotomultiplicador han sustituido a la cámara, permitiendo el análisis espectrográfico en tiempo real con mucha más precisión, automatizarlo y controlarlo por ordenador.
Las partes diseño de los espectroscopios modernos, capaces de detectar y fotografiar los espectros, son:
- El foco, que produce el haz de radiación o de las partículas que se analiza. A veces, incluye un espejo de colimación que origina ondas de luces consistentes y paralelas.
- El analizador o rejilla de difracción encargada separar el haz con respecto a las propiedades que se van a desarrollar y analizar.
- La red de fotodetectores (en lugar de películas fotográficas) que miden la cantidad de la muestra y registran los resultados de forma gráfica, fotograma o fotografía.
Un análisis espectral, o espectroscopia, se ha convertido en una importante herramienta científica para analizar la composición de materiales desconocidos y para el estudio de fenómenos astronómicos y probar teorías astronómicas.
José A. Callejón.
Fuentes:
https://materialeslaboratorio.com/espectrometro/
https://www.ecured.cu/Espectr%C3%B3metro
http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/magnet/espectrometro.html
