El
trabajo de Einstein preparó el camino para solucionar otro “misterio" de
la Física del siglo XIX, los espectros de emisión de los átomos. Desde el siglo
XVII, en que Newton demostró que la luz solar está compuesta por varios
componentes coloridos que se pueden recombinar para producir luz blanca, los
químicos y los físicos han estudiado las características de los espectros de
emisión de varias sustancias, esto es, la radiación emitida por las sustancias,
ya sea continua o en forma de líneas. El espectro de emisión se obtiene
suministrando a una muestra del material energía térmica o alguna otra forma de
energía (como una descarga eléctrica de alto voltaje, si la sustancia es
gaseosa). Una barra de hierro al "rojo caliente" o “blanco
caliente" recién removida de una fuente de alta temperatura brilla de una
manera característica. Los espectros de emisión de átomos en fase gaseosa, por
otro lado, no muestran una distribución continua de longitudes de onda desde el
rojo al violeta; en lugar de ello, los átomos emiten luz sólo a longitudes de
onda específicas. Dichos espectros se llaman espectros de líneas porque la
radiación se identifica por la aparición de líneas brillantes en el
espectro.
La
siguiente imagen es un dispositivo experimental para estudiar los espectros de
emisión de átomos y moléculas. El gas en estudio se encuentra en un tubo de
descarga que contiene dos electrodos. Al fluir los electrones del electrodo
negativo al electrodo positivo, chocan con el gas. Este proceso de choque
finalmente provoca la emisión de la luz por parte de los átomos (o moléculas).
La luz emitida se separa en sus componentes por medio de un prisma. Cada
componente de color se enfoca en una posición definida, de acuerdo con su
longitud de onda, y da lugar a una imagen colorida sobre la placa fotográfica.
Las imágenes a color se denominan líneas espectrales.
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