¿Qué es la espectroscopia?
La espectroscopía es el estudio de la luz a medida que se rompe en sus colores constituyentes. Al examinar estos diferentes colores, se puede determinar cualquier número de propiedades del objeto que se está estudiando, ya que los colores de la luz reflejan los estados de energía. Más técnicamente, la espectroscopía analiza la interacción entre cualquier materia y radiación. Se usa para analizar compuestos en química, para determinar qué elementos diferentes componen algo, y también se usa en astronomía para obtener información sobre la composición y las velocidades de los cuerpos astronómicos.
Se puede dividir la espectroscopia en muchas subdisciplinas, según lo que se mida y cómo se mida. Algunas divisiones importantes incluyen espectrometría de masas, espectroscopía electrónica, espectroscopía de absorción, espectroscopía de emisión, espectroscopía de rayos X y espectroscopía electromagnética. Sin embargo, también hay muchos otros tipos de espectroscopía, incluidos los que observan el sonido a medida que se dispersa o los campos eléctricos.
En la espectroscopía de rayos X, por ejemplo, los rayos X bombardean una sustancia. Cuando lo golpean, los electrones en las capas internas de los átomos se excitan y luego se desexcitan, emitiendo radiación. Esta radiación sale a diferentes frecuencias, dependiendo del átomo, y hay ligeras variaciones dependiendo de los enlaces químicos presentes. Esto significa que la radiación se puede examinar para determinar qué elementos están presentes, en qué cantidades y qué enlaces químicos existen.
En astronomía, la espectroscopia se puede utilizar para determinar una amplia gama de cosas sobre la composición de las estrellas y otros cuerpos celestes. Esto se debe a que la luz es una onda, y las diferentes energías tienen diferentes longitudes de onda. Estas diferentes longitudes de onda se correlacionan con diferentes colores, que se pueden observar utilizando telescopios. La espectroscopia implica observar los diferentes colores y usar lo que se sabe sobre las energías de los diferentes procesos y elementos para construir un mapa de lo que está sucediendo a miles de millones de años luz de distancia.
Hay dos espectros principales de luz que se observan en la espectroscopía astronómica: continua y discreta. Un espectro continuo tiene una amplia gama de colores que son relativamente continuos. Un espectro discreto, por otro lado, tiene ciertos picos de líneas muy brillantes o muy oscuras a energías específicas. Los espectros discretos que tienen picos brillantes se llaman espectros de emisión, mientras que los que tienen picos oscuros se llaman espectros de absorción.
Los espectros continuos son emitidos por cosas como estrellas, así como cosas en la tierra como incendios, animales o bombillas. Debido a que la energía se libera a través del espectro de longitudes de onda, parece bastante continua, aunque puede haber picos y valles dentro del espectro. No toda esta luz, por supuesto, es visible a simple vista, gran parte existe en el rango infrarrojo o ultravioleta.
Los espectros discretos, por otro lado, generalmente son causados por algo que sucede por un átomo en particular. Esto se debe a que, debido a ciertas reglas de la mecánica cuántica, las nubes de electrones tienen una energía muy específica, dependiendo del átomo asociado. Cada elemento tiene solo un puñado de niveles de energía que puede tener, y casi todos son fácilmente identificables. Al mismo tiempo, estos elementos siempre quieren volver a estos niveles básicos de energía, por lo que si se excitan de alguna manera, emiten la energía extra como luz. Esa luz tiene la longitud de onda exacta que uno esperaría para ese átomo, lo que permite a los astrónomos ver el pico de luz y reconocer qué átomos están involucrados, ayudando a desbloquear los secretos de la composición del universo.