Espectros
de emisión: El trabajo de Einstein preparó el camino para solucionar
otro"misterio" de la Física del siglo XIX, los espectros de emisión
de los átomos. Desde elsiglo XVII, en que Newton demostró que la luz solar está
compuesta por varioscomponentes coloridos que se pueden recombinar para
producir luz blanca, losquímicos y los físicos han estudiado las
características de los espectros de emisión devarias sustancias, esto es, la
radiación emitida por las sustancias, ya sea continua o enforma de líneas. El
espectro de emisión se obtiene suministrando a una muestra delmaterial energía
térmica o alguna otra forma de energía (como una descarga eléctricade alto
voltaje, si la sustancia es gaseosa). Una barra de hierro al "rojo
caliente" o"blanco caliente" recién removida de una fuente de
alta temperatura brilla de unamanera característica. Este resplandor visible es
la porción de un espectro de emisiónque es percibido por el ojo. El calor que
se siente a distancia de la misma barra dehierro es otra porción de su espectro
de emisión, esta porción es de la región delinfrarrojo. Una característica
común del espectro de emisión del sol y del calentamientode un sólido caliente
es que ambos son continuos; es decir, todas las longitudes deonda de la luz
están representadas en el espectro (figura 10).Los espectros de emisión de
átomos en fase gaseosa, por otro lado, no muestran unadistribución continua de
longitudes de onda desde el rojo al violeta; en lugar de ello, losátomos emiten
luz sólo a longitudes de onda específicas. Dichos espectros se llamanespectros
de líneas porque la radiación se identifica por la aparición de líneas
brillantesen el espectro. La figura 16 es un diagrama esquemático de un tubo de
descarga quese utiliza para estudiar los espectros de emisión.
Un
dispositivo experimental para estudiar los espectros de emisión deátomos y
moléculas. El gas en estudio está en un tubo de descarga quecontiene dos
electrones. A medida que los electrones fluyen del electrodonegativo al
electrodo positivo, chocan con el gas. Este proceso de colisióneventualmente
conduce a la emisión de luz por los átomos (y moléculas).La luz emitida se
separa en sus componentes por un prisma. Cadacomponente colorido se presenta en
una posición definida de acuerdo consu longitud de onda y forma una imagen
colorida del colimador en la placafotográfica. Las imágenes coloridas se llaman
líneas espectrales.Cada elemento tiene un espectro de emisión único. Las líneas
características de losespectros atómicos se pueden utilizar en análisis químico
para identificar átomosdesconocidos, así como las huellas digitales sirven para
identificar una persona.Cuando las líneas del espectro de emisión de un
elemento conocido concuerdanexactamente con las líneas de un espectro de
emisión de una muestra desconocida, laidentidad de esta última se establece
rápido. A pesar de que de inmediato se reconoció
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