Fisica General Burbano

616 ÓPTICA FÍSICA
RAYA
A
B
C
D
E
F
G
H
El tubo colimador es un tubo con una rendija muy estrecha R,
iluminada por la luz que se desea dispersar. La rendija está situada
en el plano focal de una lente convergente y de esta forma, los
rayos de luz procedentes de la rendija, salen paralelos entre sí después
de atravesar la lente (colimados); incidiendo en el prisma sufren
la dispersión, emergiendo de él en forma de haces de rayos
paralelos de diversos colores.
Una lente L (instalada en el tubo anteojo) forma en su plano
focal (F) diversas imágenes de la rendija, reales y de distintos colores.
El tubo escala tiene por finalidad ver el espectro encuadrado
en una escala para poder comparar las posiciones de las diversas
líneas o bandas del espectro. Una escalita dibujada en una lámina
de vidrio, iluminada por transparencia, está en el plano focal de
una lente convergente. Los rayos que salen de ella y atraviesan la
lente, llegan paralelos entre sí a la cara de emergencia del prisma
y por reflexión penetran en el tubo anteojo, superponiéndose la
imagen real de la escala a las de la rendija.
Se llama ESPECTRÓGRAFO a un espectroscopio en el que en vez
de los mecanismos de visión directa, se fotografía el espectro producido
por un manantial. El espectroscopio de prisma puede utili-
Fig. XXVI-11.– Espectroscopio de prisma.
zarse como espectrógrafo colocando una placa fotográfica en el
plano de la imagen dada por el objetivo del anteojo, en lugar de examinar ésta con el ocular del
mismo. La ventaja del espectrógrafo es la posibilidad de comparación de longitudes de onda desconocidas
con fotografías de un espectro de rayas de alguna sustancia conocida, además de la posibilidad
de poder captar las radiaciones infrarrojas y ultravioletas del manantial, utilizando placas
especiales.
LONGITUD
ONDA EN EL
VACÍO (en nm)
761
687
656
589
527
486
431
397
ELEMENTO
QUE LA
ORIGINA
O 2
O 2
H
Na
Fe
H
Ca
Ca +
XXVI – 7. Clases de espectros. Análisis espectral
Hay dos clases de espectros que llamaremos ESPECTROS DE EMISIÓN y ESPECTROS DE ABSORCIÓN.
Cada uno de ellos pueden ser CONTINUOS o DISCONTINUOS, y por último, los discontinuos comprenden
los ESPECTROS DE RAYAS y los ESPECTROS DE BANDAS.
Los ESPECTROS DE EMISIÓN se producen en el espectroscopio, cuando la luz procede directamente
de una fuente. Serán espectros continuos de emisión, cuando se obtenga una imagen de la
fuente a través del espectroscopio formada por una sucesión de colores (que se corresponden con
todas las frecuencias) sin límites claramente definidos entre cada color y con «intensidades» variables;
los sólidos y los líquidos, salvo muy raras excepciones, dan lugar a este tipo de espectros. En
los espectros de emisión discontinuos de líneas o de bandas aparecen en el espectroscopio en forma
de rayas o bandas paralelas y aisladas; cada raya es la imagen de la rendija del espectroscopio
desviada un ángulo que depende de la frecuencia de la luz que forma la imagen (difracción de
una rendija; párrafo XXVI-35); los manantiales que producen este tipo de espectros son los gases a
través de los cuales se produce una descarga eléctrica, o una llama en la que se ha introducido
una sal volátil; los espectros de líneas son característicos de los átomos, los de bandas de las moléculas.
El espectro de rayas de un átomo fija la naturaleza de éste y siendo el espectro de una mezcla
o combinación el conjunto de los espectros de los componentes, se pueden determinar éstos por la
observación detenida del espectro, no necesitándose identificar todas las líneas de cada elemento
ya que éstos tienen líneas características que pueden dar la certeza de su existencia (ANÁLISIS ES-
PECTRAL); en estos análisis es imprescindible la utilización del espectrógrafo. En la Fig. XXVI-12 representamos
los espectros de rayas correspondientes a algunos elementos.
Los ESPECTROS DE ABSORCIÓN se producen en un espectroscopio, cuando entre una fuente emisora
de luz blanca (todas las frecuencias) y el prisma se intercala una sustancia; se observa el espectro
continuo característico de tal luz (del rojo al violeta) con una serie de rayas negras en los lugares
en que deberían aparecer las líneas luminosas del espectro de emisión del cuerpo atravesado.
El fenómeno de la absorción viene regulado por la LEY DE KIRCHHOF: «Todo cuerpo es capaz de
absorber las radiaciones que emite a la misma temperatura» (ver párrafo XXVI-11).
El espectro que corresponde a la luz que nos llega del Sol es continuo cruzado por una serie de
rayas negras, éstas fueron observadas por primera vez por Joseph Fraunhofer (1787-1826). El espectro
continuo del fondo corresponde a la luz emitida por el núcleo solar; las líneas de absorción
corresponden a los gases en incandescencia que constituyen la atmósfera solar, que al ser atravesados
por la luz del núcleo, verifican el fenómeno de absorción. Fraunhofer designó con las letras
del alfabeto desde la A hasta la H las rayas más patentes; en la tabla adjunta designamos la longitud
de onda que en el espectro corresponden a estas rayas y los elementos que las originan. Posteriores
estudios del espectro de absorción del Sol, apreciaron muchas más rayas oscuras, que una
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