Espectroscòpia

Animació que mostra la dispersió de la llum al atravessar un prisma.

L'espectroscòpia és una tècnica analítica experimental, molt usada en química i en física. Es basa en detectar l'absorció o emissió de radiació electromagnètica de certes energies, i relacionar estes energies en els nivells d'energia implicats en transicions quàntiques de la substància a detectar.

D'esta manera, es poden fer anàlisis quantitatives o qualitatives d'una enorme varietat de substàncies, aprofitant la capacitat d'emetre o absorbir la radiació d'una determinada llongitut d'ona que presenten estes, o algun producte format a partir d'elles.

Aspectes generals

El mecanisme pel qual la matèria emet radiació electromagnètica és el domini de l'espectroscòpia. La radiació electromagnètica s'atribuïx a les diferències d'energia en les transicions dels electrons d'uns nivells atòmics a uns atres. L'espectroscòpia es relaciona en la majoria dels casos en la tercera interacció. Estudia en quin freqüència o llongitut d'ona una substància pot absorbir o emetre energia en forma d'un quant de llum.

L'energia d'un fotó (un quant de llum) d'una ona electromagnètica o la seua corresponent freqüència equival a la diferència d'energia entre dos estats quàntics de la substància estudiada:

<math>\Delta E = \mathit{h} \cdot \nu </math>

a on <math>\mathit{h}</math> és la constant de Planck, <math>\nu</math> és la freqüència del feix o ona electromagnètica associada a eixe quant de llum i <math>\Delta E</math> és la diferència d'energia. Esta equació és coneguda també com l'equació bàsica de l'espectroscòpia. Les diferències d'energia entre estats quàntics depenen de la composició elemental de la prova o de l'estructura de la molècula, i per això este método proporciona informació important per a astrònoms, físics, químics i biòlecs.

Per mig d'un espectrofotómetro es medix l'espectre de la llum (intensitat de la llum absorbida, reflectida o emesa en funció de la freqüència o de la llongitut d'ona). Els espectres es diferencien considerablement d'element a element.

Referències

• Cortie, A. L. (1921), «Sir Norman Lockyer, 1836 – 1920», The Astrophysical Journal 53: 233-248
• Isaac Asimov, Understanding Physics, Vol. 1, p.108
• Saul, Louise. (2020, 06 de abril). Los diferentes tipos de espectroscopia para el análisis químico. AZoOptics

Bibliografia

• Jerry Workman; Art Springsteen, eds. (1998). Applied Spectroscopy. Boston: Academic Press. ISBN 978-0-08-052749-9
• John M. Chalmers; Peter Griffiths, eds. (2006). Handbook of Vibrational Spectroscopy. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-98847-2
• Peter M. Skrabal (2012). Spectroscopy - An interdisciplinary integral description of spectroscopy from UV to NMR (e-book). ETH Zurich: vdf Hochschulverlag AG. ISBN 978-3-7281-3385-4