Desde el siglo XVII sabemos, con los trabajos de Newton y Huygens, que la radiación luminosa, la luz, se desvía al atravesar un medio de densidad distinta, como el agua. Sufre una dispersión. Resulta que sus componentes se desvían con diferente ángulo, por lo que al salir del medio que atraviesan, salen las componentes separadas por distintos ángulos y se pueden identificar visualmente por los diferentes colores que muestran.
Así, cuando la luz blanca que procede del sol atraviesa gotas de lluvia, esta se desvía, y sus componentes, que son las de luz de color rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta, se separan formando el arco iris. Esto ocurre debido a que las componentes de la luz blanca del Sol, en desplazamiento general de 300000 kms por segundo, tienen diferentes longitudes de onda.
Espectros de emisión y espectros de absorción:
Cuando un elemento irradia energía no lo hace en todas las longitudes de onda. Solamente en aquellas de las que está “provisto”. Esas longitudes de onda sirven para caracterizar, por tanto, a cada elemento. También ocurre que cuando un elemento recibe energía no absorbe todas las longitudes de onda, sino solo aquellas de las que es capaz de “proveerse”. Coinciden por tanto, las bandas del espectro en las que emite radiación con los huecos o líneas negras del espectro de absorción de la radiación, como si un espectro fuera el negativo del otro.
Se acostumbra a llamar “cuerpo negro” al cuerpo ideal que absorbe todas las longitudes de onda y, por consiguiente, emite radiación también a todas las longitudes de onda. Sería, en definitiva, un emisor perfecto de radiación. A cada temperatura emitiría una cantidad definida de energía por cada longitud de onda.
El fracaso en el intento de explicar la radiación del cuerpo negro desde los conceptos de la física condujo al descubrimiento de Planck de que la emisión de energía es un múltiplo de la frecuencia de a radiación:
02.1. Los espectros de emisión:
Todos los cuerpos emiten energía a ciertas temperaturas. El espectro de la radiación energética emitida es su espectro de emisión. Todos los cuerpos no tienen el mismo espectro de emisión. Esto es, hay cuerpos que emiten en el infrarrojo, por ejemplo, y otros cuerpos no.
En realidad, cada uno de los elementos químicos tiene su propio espectro de emisión. Y esto sirve para identificarlo y conocer de su existencia en objetos lejanos, inaccesibles para nosotros, como son las estrellas.
Así, el sodio tiene su característico espectro de emisión, lo mismo que el calcio, o que el hidrógeno, etc..
Algunos ejemplos de espectros de emisión:
Diremos que el hidrógeno emite, dentro del visible, en una cierta longitud de onda del naranja (6560 A), en otra del azul (4858 A), otra del añil (4337 A) y otra del violeta (4098 A).
El sodio (Na) emite en el amarillo (bandas de longitudes de onda de 5896 A y 5890 A).
El gas noble Neón (Ne) emite en el espectro visible en las longitudes de onda de 6402 A (naranja), 5852 A (amarillo) y 5400 A (verde).
El Calcio emite en la longitud de onda del espectro visible 6162 A (amarillo-naranja), 4454 A y 4435 (color añil) y 4226 A (violeta).
El Mercurio (Hg) emite radiación en dos longitudes de onda del visible: 5460 A (color verde) y 4358 A (color añil).
02.2. Los espectros de absorción:
Y también los cuerpos absorben radiación emitida desde otros cuerpos, eliminando del espectro de radiación que reciben aquellas bandas absorbidas, que quedan de color negro. Son lo que se llaman “rayas negras” o simplemente “rayas” del espectro.
También ocurre con la absorción, que unos cuerpos absorben la radiación de unas determinadas longitudes de onda y no absorben la radiación de otras longitudes de onda, por lo que cada cuerpo, cada elemento químico en realidad, tiene su propio espectro de absorción, correspondiéndose con su espectro de emisión, cual si fuera el negativo con el positivo de una película.
Algunos ejemplos de espectros de absorción:
El hidrógeno, pues, absorbe radiación en las mismas bandas en las que la emite, es decir, absorbe en una cierta longitud de onda del naranja, en otra longitud de onda del azul, en otra del añil y en otra del violeta.
También, por consiguiente, el sodio (Na) absorbe en las mismas bandas de longitud de onda en las que emite.
El gas Neón absorbe, naturalmente, las mismas bandas que figuran en su espectro de emisión.
El calcio (Ca) absorbe también las líneas que figuran en su espectro de emisión.
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