Práctica No. 9

Estudio de Espectros Atómicos

Objetivo

0bservar las características del espectro de diferentes fuentes de luz y determinar las longitudes de onda, identificando el elemento presente en la fuente.

Marco Teórico

Cada átomo es capaz de emitir o absorber radiación electromagnética, aunque solamente en algunas frecuencias que son características propias de cada uno de los diferentes elementos químicos.

Si, mediante suministro de energía calorífica, se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias del visible, que constituyen su espectro de emisión.

Si el mismo elemento, también en estado de gas, recibe radiación electromagnética, absorbe en ciertas frecuencias del visible, precisamente las mismas en las que emite cuando se estimula mediante calor. Este será su espectro de absorción.

Se cumple, así, la llamada Ley de Kirchoff, que nos indica que todo elemento absorbe radiación en las mismas longitudes de onda en las que la emite. Los espectros de absorción y de emisión resultan ser, pues, el negativo uno del otro.

Puesto que el espectro, tanto de emisión como de absorción, es característico de cada elemento, sirve para identificar cada uno de los elementos de la tabla periódica, por simple visualización y análisis de la posición de las líneas de absorción o emisión en su espectro.

Estas características se manifiestan ya se trate de un elemento puro o bien combinado con otros elementos, por lo que se obtiene un procedimiento bastante fiable de identificación.

Cuando un gas atómico es sometido a una excitación muy potente, como por ejemplo una gran diferencia de potencial eléctrico entre dos electrodos, esa energía se consume en expeler electrones de las capas asociadas a los núcleos en el gas.

La luz emitida en este proceso es casi siempre discontinua, con algunas longitudes de onda permitidas y otras inexistentes, de acuerdo con la naturaleza del gas.

Esta discontinuidad se observa como rayas con longitudes de onda fijas en su espectro de difracción, en lugar de una iluminación uniforme al cambiar la longitud de onda.
Fuente: http://personales.ya.com/casanchi/fis/espectros/espectros01.htm
http://karin.fq.uh.cu/fqt/fqt_archivos/espectros_atomicos.pdf

Desarrollo

Cada equipo de trabajo tendrá en su pueso de trabajo una lámpara espectral de un elemento químico determinado colocada en su banco óptico. La tarea consiste en determinar el elemento químico presente en la lámpara espectral que tiene su equipo.

Hipótesis

Datos y Mediciones del Reporte

Conclusiones

1.- Concluya acerca de las características de los espectros observados.

2.- ¿Qué sería necesario hacer para identificar el elemento químico presente en las lámparas que iluminan el laboratorio? ¿Qué elemento químico está presente en estas lámparas?

3.- Identifique las diferencias entre los espectros de las lámparas y el espectro observado en el ejercicio complementario. En las lámparas utilizadas en su casa ¿Qué tipo de espectro se espera tener?

4.- ¿Qué lámpara cree sea más eficiente desde el punto de vista del aprovechamiento de la energía eléctrica?

* Se sabe que cuando un material es previamente excitado por el calor o por la corriente eléctrica, emite radiación cuya energía se reparte entre las diferentes longitudes de onda posibles, pero existe una relación para cada posible temperatura del cuerpo a la cual la longitud de onda de la radiación emitida tiene un máximo, expresada mediante una relación inversa entre ambas magnitudes conocida como la ley de Wien. Grosso modo tiene que ver con que la luz se comporta como una onda en determinadas ocasiones y como una partícula en otras…la dualidad onda-partícula.
Fuente: http://www.juanjoeldefisica.com/?p=121