Spectroscopia
1. Liniile de absorbție Fraunhofer
Liniile Fraunhofer sunt un set de linii de absorbÈ›ie spectrală. Sunt linii de absorbÈ›ie întunecate, observate în spectrul optic al Soarelui È™i se formează atunci când atomii din atmosfera solară absorb lumina emisă de fotosfera solară. Liniile sunt numite după fizicianul german Joseph von Fraunhofer, care le-a observat în 1814.
Fiecare linie de absorbÈ›ie are propria sa denumire, fiind corespunzătoare unei lungimi de undă specifice. În tabelul de mai jos avem denumirea benzii, elementul chimic responsabil pentru absorbÈ›ie È™i lungimea de undă specifică:
2. Legea lui Beer-Lambert
În fizică, absorbÈ›ia reprezintă:
• procesul de pătrundere a particulelor (molecule, atomi sau ioni) unei substanÈ›e (absorbit) într-o altă substanță (absorbant).
• micÈ™orarea energiei cinetice sau a numărului particulelor, la trecerea printr-o substanță.
• fenomenul de atenuare a energiei unei radiaÈ›ii electromagnetice în timpul trecerii sale printr-un mediu transparent.
Energia care este absorbită de către mediu se transformă în alte forme de energie. Legea Beer-Lambert sau legea Lambert-Beer (sau simplu legea Beer) este o ecuaÈ›ie care indică relaÈ›ia dintre absorbÈ›ia luminii È™i proprietățile unui material traversat de lumină. Legea este utilizată frecvent în analiza chimică.
Una dintre cele mai comune și practice expresii ale legii Beer-Lambert face referire la relația dintre absorbtivitatea unui material care conține o singură specie (aflată în concentrație uniformă) și lungimea parcursă de fascicolul de lumină prin probă. Expresia matematică este: A = ε · c · ℓ • A - este absorbanța • ε - este absorbtivitatea speciei (coeficientul de extincție molară) • c - este concentrația speciei • ℓ - este lungimea parcursă de lumină în cm Fiecare mărime fizică din ecuație poate depinde de mai mulți parametrii, precum: lungimea de undă a luminii, substanța studiată, temperatură, presiune, etc.
3. Legea lui Planck și radiația unui corp negru
Un corp negru este un obiect ideal care absoarbe toată radiația electromagnetică incidentă și emite radiație termică pur dependentă de temperatura sa.
Formula lui Planck (cunoscută și ca legea lui Planck pentru radiația termică) este o expresie matematică ce stabilește dependența intensității radiației corpului negru de lungimea de undă a radiației emise și de temperatura corpului emisiv.
Astfel, în funcÈ›ie de temperatura corpului care emite lumină, spectrul radiaÈ›iei electromagnetice este unul specific
4. Utilizarea spectroscopiei în astronomie Spectroscopia în astronomie este un instrument esențial pentru astrofizicieni, ce constă în descompunerea luminii de la corpuri cerești (stele, planete, nebuloase) pentru a analiza spectrul său. Prin analizarea liniilor de absorbție și emisie din spectrul obținut cu ajutorul unei prisme sau a unei rețele de difracție, se pot deduce compoziția chimică, temperatura, densitatea și alte proprietăți fizice ale obiectului observat. Aceasta permite studierea chimiei stelare și obținerea de informații despre compoziția interioară, dinamica și chiar structura internă a corpurilor cerești. Lumina provenită de la o stea, planetă sau nebuloasă este trecută printr-un instrument numit spectroscop, care acționează ca o prismă sau o rețea de difracție. Lumina se descompune într-un spectru de culori, similar unui curcubeu, care este străbătut de linii întunecate (de absorbție) sau luminoase (de emisie). Fiecare linie corespunde unei anumite lungimi de undă, iar poziția și intensitatea acestor linii sunt unice pentru fiecare element chimic. Astfel, se poate determina compoziția chimică a obiectului.