Otras carreras Espectroscopía.

[redoxgal]

Hola, tengo una duda acerca de la espectroscopía. A la hora de realizar espectros de absorción atómica por ejemplo, se debe cumplir la ley Lambert y Beer por lo que haz de luz incidente debe de ser monocromática, o sea, una única longitud de onda, y de hecho para ello se usan monocromadores. Pero entonces a la hora de obtener el espectro donde se representa la absorción en función de la longitud de onda (adjunto foto, porque no se si me estoy explicando) aparecen más longitudes de onda, no una solamente, ¿a qué se debe? ¡Gracias!

[arivasm]

Re: Espectroscopía.

La ley de Lambert-Beer relaciona las intensidades incidente, $I$, y entrante, $I_0$, a través de $\dfrac{I}{I_0}=\ee^{-\alpha x c}$ donde $x$ es la longitud recorrida por la luz en el material, $c$ es la concentración de la substancia y $\alpha$ es el coeficiente de absorción.

La clave de tu pregunta es, precisamente, $\alpha$. Éste no es único, sino que depende de las longitudes de onda.

Piensa, por ejemplo, en el caso de un átomo en reposo: sólo son absorbidos los fotones cuya energía se corresponda con un tránsito entre dos niveles energéticos del átomo, $E_f-E_i=h\nu=h\frac{c}{\lambda}$.

En realidad, como todo en la mecánica cuántica, estamos ante una cuestión de probabilidades y éstas dependen de cuáles sean las funciones de onda de los dos niveles, por lo que no es un juego de todo o nada: aunque habrá fotones con probabilidad prácticamente nula de ser absorbidos (aquellos cuya energía no se corresponde con ninguna diferencia de niveles, o mejor dicho, está muy alejada de cualquiera de ellas) los demás tendrán probabilidades diferentes, aún cuando su energía sí se corresponda con una diferencia de niveles.

Por otra parte, los movimientos de los átomos producen un ensanchamiento de dichas probabilidades, que podemos asociar en primera instancia con el efecto Doppler.

En definitiva, $\alpha$ es una función de la longitud de onda. No es cierto que un material tenga una única $\alpha$, válida para todas (o para una sola) longitud de onda, sino que tiene infinitas: una para cada longitud de onda.

El monocromador tan solo tiene la finalidad de servir de selector de una longitud de onda de cada vez al aplicar la (barata) luz blanca al material.

El espectrofotómetro nos representa (y éso es precisamente lo que contiene la gráfica que has puesto) la dependencia entre absorbancia y longitud de onda, es decir, la dependencia entre $\alpha$ y longitud de onda.

La gráfica tiene tantos picos como diferencias de niveles energéticos estén comprendidas en el rango de longitudes de onda contenidos en la gráfica (complicado, eso sí, por la anchura de las líneas antes comentada y el hecho de que bien puede suceder de que se superpongan).

Las alturas nos proporcionan las probabilidades de absorción de los fotones de cada longitud de onda.

En resumen, para que la gráfica solo tenga un pico lo que debe suceder es que se dé la circunstancia de que los niveles energéticos del material sean tales que en el rango de longitudes de onda de la luz empleada solo haya una que sintonice entre dos niveles.