ES UNA HERRAMIENTA EXPERIMENTAL QUE NOS INDICA LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA:
La
ESPECTROSCOPÍA (del
griego skopein que significa MIRAR y del
latín spectrum que significa IMAGEN) es la ciencia que estudia la
absorción y emisión de radiación electromagnética por la materia, es decir, se ocupa de interpretar el “espectro” de las sustancias que se estudien para conocer algunas de sus características, como por ejemplo
CUÁL ES SU COMPOSICIÓN QUÍMICA (=qué moléculas están presentes en la sustancia a estudio).
La espectroscopía es la herramienta experimental más importante de que se dispone para realizar investigaciones a nivel MOLECULAR.
En sentido amplio, se incluye la
dispersión de la luz (
difracción o separación de las ondas de distinta frecuencia al atravesar un material) y la
rotación del plano de polarización de la
luz polarizada, provocada por sustancias
ópticamente activas.
ESPECTRO de Newton; ESPECTROSCOPÍA de Schuster; ESPECTROSCOPIO de Kirchoff y Bunsen:
En 1666, el gran
Isaac Newton observó el
espectro continuo del sol, haciendo incidir luz solar sobre un prisma triangular de cristal y observando la
descomposición de la luz blanca en diferentes colores sobre un papel. Newton empleó la palabra latina
spectrum (
ESPECTRO) para referirse a dicha descomposición.
- Recordemos que la luz blanca se puede descomponer (según frecuencias) en todo el espectro lumínico de colores, tal y como nos muestra el arco iris tras difracción de luz del sol a través de las gotas de lluvia.
El término
ESPECTROSCOPÍA fue empleado por primera vez por
Arthur Schuster en 1882 durante una conferencia en la
Royal Institution de Londres.
La espectroscopía
se desarrolla espectacularmente a lo largo del siglo XIX, con contribuciones sobresalientes de
Robert Kirchoff y
Robert Wilhem Bunsen, quienes diseñan y construyen un
ESPECTROSCOPIO (1860) que -
aunque simple- les permite llevar a cabo
análisis químicos de las sustancias, así como el
descubrimiento de
nuevos elementos.
EL DESARROLLO CON LA FOTOGRAFÍA, ÓPTICA CLÁSICA, ECUACIONES DE MAXWELL Y MECÁNICA CUÁNTICA:
La
invención de la
FOTOGRAFÍA (a partir de 1839, con
Daguerre en Francia y
Talbot en Inglaterra) supuso un
apoyo sustancial al desarrollo de la espectroscopía.
Aunque la
ÓPTICA CLÁSICA, desarrollada fundamentalmente a través de los trabajos de
Hooke,
Newton,
Huygens y
Fresnel, permitía
interpretar algunas de las observaciones espectroscópicas, no fue hasta la década de 1860 que
James Clerk MAXWELL sistematizara las
leyes de la electricidad y el magnetismo conocidas hasta el momento, demostrando que todas ellas se derivaban de
4 ecuaciones diferenciales (
ecuaciones de Maxwell) que interrelacionan los
campos eléctrico y
magnético (E y B vectoriales), la
carga eléctrica y la
corriente eléctrica, proporcionando así la
herramienta físico-matemática que sustenta la espectroscopía.
La introducción de la
MECÁNICA CUÁNTICA a lo largo del primer tercio del siglo XX, con contribuciones fundamentales de
Bohr,
Heisenberg,
Schrödinger,
Einstein,
Born,
Pauli y
Dirac, proporcionó el
marco teórico apropiado para la
racionalización de todos los fenómenos espectroscópicos.
Autores:
- José Ángel Sordo:
- Catedrático de Química Física.
- Experto en Termodinámica Estadística y Mecánica Cuántica.
- Investigaciones en University of Alberta (Canada), IBM (Kingston, NY, USA), University of Sheffield (UK), Pacific Northwest National Laboratory (Richland, WA, USA) y Rice University (Houston, TX, USA); [> 150 artículos en revistas internacionales]
- David Calvo Temprano (Médico Radiólogo experto en Imagen oncológica; Profesor Universitario).
Nota: se ha rebajado el grado de dificultad del texto para que más personas no profesionales pudieran comprender también con facilidad esta entrada básica de este importante concepto.