Espectrógrafo

    Aparato capaz de expresar en forma de gráfica una onda, obteniéndose de este modo un espectrograma o espectro.

    La unidad energética luminosa, el cuanto de luz, es el fotón, el cual posee una energía, E, que es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación, n, e inversamente proporcional a la longitud de onda de la misma, l. Es decir:

    donde h es la constante de Planck y c la velocidad de la luz.

    Cuando un electrón salta de una órbita a otra más externa se produce una absorción de energía y cuando recorre el camino inverso, un desprendimiento. Si se analiza la frecuencia o longitud de onda de los fotones así emitidos, puede obtenerse una importante información sobre el átomo que se esté considerando. Este es el fundamento de la espectroscopía.

    El registro de esta onda se hace con cuatro tipos de aparatos: espectrómetros, espectrógrafos, espectroscopios y espectrofotómetros. Todos ellos se diferencian en su función y en su constitución. Los espectrómetros, entre los que el más conocido es el de masas, se suelen emplear principalmente para efectuar mediciones de masa o carga de partículas; los restantes, que en realidad son modificaciones del espectrómetro, se utilizan para analizar propiedades de las radiaciones luminosas.

    Los espectroscopios, en esencia, están compuestos por una superficie plana dotada de una estrecha rendija por la que pasa la luz que se desea analizar. Tras atravesar dicha rendija, la luz es recogida por una lente, llamada colimadora, que convierte la radiación en un haz estrecho al cual se obliga a pasar por un prisma óptico de vidrio que lo descompone en radiaciones elementales; éstas son recogidas por una segunda lente, lente de enfoque, y enviadas a una pantalla, sobre la que se puede contemplar separadamente cada una de esas radiaciones elementales.

    Por su parte, los espectrofotómetros miden la intensidad de cada línea espectral, comparándola con una intensidad de referencia.

    La configuración de los espectrógrafos es similar a la de los espectroscopios, salvo por la lente final, la cual es sustituida por una cámara fotográfica, con lo que las radiaciones elementales impresionan una película, proporcionando unas imágenes de las radiaciones componentes que, convenientemente analizadas, informarán de la frecuencia y longitud de onda de las mismas. Más modernamente, las películas se han visto sustituidas por otros medios, como los tubos fotomultiplicadores o las series de fotosensores.

    Otra modificación notable en los espectrógrafos fue la sustitución del prisma de vidrio por superficies perfectamente pulimentadas, en las que se ha definido, mediante grabación, una serie de rayas que constituyen una red de difracción. Hoy día, se usan dos tipos de espectrógrafos: los ya descritos de rendija y los de multifibras, los cuales, empleando fibras ópticas recogen simultáneamente la luz emitida por muchos objetos, que, a través de los correspondientes analizadores, son ubicados en el lugar que les corresponde a cada estrella o cada galaxia.

    Los espectrógrafos han sido usados en Astronomía, acoplados a telescopios y, gracias a ellos, se pudo descubrir la ley y la secuencia de Hubble. En óptica, han servido para seleccionar radiaciones luminosas en función de su longitud de onda y en acústica para hallar imágenes de ondas sonoras.