Ciencia y Arte: espectrografía con un DVD

Espectro correspondiente a una bombilla halógena
Espectro correspondiente a una bombilla halógena

En El Reloj de Sol hemos decidido combinar de nuevo ese cocktail que tanto nos gusta, y que lleva mezclados a partes iguales arte y ciencia.

En esta ocasión hemos seguido algunos tutoriales para crear un espectrómetro casero con un DVD. Como podéis ver más abajo, este aparato sirve para analizar el espectro de color de una luz, y observando las líneas que se forman, determinar la composición del objeto emisor de la luz, o de los cuerpos que la rebotan o se interponen en ella.

Además de servir como instrumento científico, el espectrómetro nos regala imágenes llenas de color y de aire abstracto y geométrico. Hemos obtenido los espectros de varias fuentes de luz, pero el que nos ha parecido más bello es el que podéis ver en la imagen, y que corresponde a una bombilla halógena de bajo consumo.

Gracias a este instrumento, los científicos pudieron saber hace ya algunos siglos, de que elementos estaban formadas las estrellas y otros cuerpos astronómicos.

A continuación, Wikipedia nos habla de la historia y de la ciencia que hay detrás de la espectrometría.

Desde la antigüedad, científicos y filósofos han especulado sobre la naturaleza de la luz. La comprensión moderna de la luz comenzó con el experimento del prisma de Isaac Newton, con el que comprobó que cualquier haz incidente de luz blanca, no necesariamente procedente del Sol, se descompone en el espectro del arco iris (del rojo al violeta). Newton tuvo que esforzarse en demostrar que los colores no eran introducidos por el prisma, sino que realmente eran los constituyentes de la luz blanca. Posteriormente, se pudo comprobar que cada color correspondía a un único intervalo de frecuencias o longitudes de onda.

En los siglos XVIII y XIX, el prisma usado para descomponer la luz fue reforzado con rendijas y lentes telescópicas con lo que se consiguió así una herramienta más potente y precisa para examinar la luz procedente de distintas fuentes. Joseph von Fraunhofer, astrónomo y físico, utilizó este espectroscopio inicial para descubrir que el espectro de la luz solar estaba dividido por una serie de líneas oscuras, cuyas longitudes de onda se calcularon con extremo cuidado. Por el contrario, la luz generada en laboratorio mediante el calentamiento de gases, metales y sales mostraba una serie de líneas estrechas, coloreadas y brillantes sobre un fondo oscuro. La longitud de onda de cada una de estas bandas era característica del elemento que había sido calentado. Por entonces, surgió la idea de utilizar estos espectros como huella digital de los elementos observados. A partir de ese momento, se desarrolló una verdadera industria dedicada exclusivamente a la realización de espectros de todos los elementos y compuestos conocidos.

Las líneas oscuras de Fraunhofer, que aparecían en el espectro solar, son el resultado de la absorción de ciertas frecuencias características por los elementos presentes en las capas más exteriores de nuestra estrella (espectro de absorción). Aún había dudas: en 1878, en el espectro solar se detectaron líneas que no casaban con las de ningún elemento conocido. De ello, los astrónomos predijeron la existencia de un elemento nuevo, llamado helio. En 1895 se descubrió el helio terrestre.
De igual forma que la teoría universal de la gravitación de Newton probó que se pueden aplicar las mismas leyes tanto en la superficie de la Tierra como para definir las órbitas de los planetas, la espectroscopia demostró que existen los mismos elementos tanto en la Tierra como en el resto del Universo.
Artículo sobre la Espectroscopia en Wikipedia