ESPECTROSCOPIAINTRODUCCIÓN A LA ASTRONOMÍA

LEYES DE GUSTAV KIRCHHOFFFÍSICO ALEMÁN, 1859

• Un sólido o líquido, o un gas suficientemente denso, emite luz de todas las longitudes de onda produciendo un espectro continuo de radiación

• Un gas caliente de baja densidad emite luz cuyo espectro consiste de una serie de líneas brillantes llamadas líneas de emisión que son características de la composición química del gas

• Un gas frío y delgado absorbe ciertas longitudes de onda desde un espectro continuo, dejando líneas de absorción obscuras en su lugar, superpuestas sobre el espectro continuo. Estas líneas son características de la composición química del gas, ocurren en las mismas longitudes de onda que las líneas de emisión producidas por este gas a mayores temperaturas.

– Anónimo

“Cada elemento químico tiene una “firma espectral”, un conjunto de líneas espectrales que

lo identifican”

• La atmósfera del Sol tienen muchos elementos químicos.

• Esta atmósfera es un gas tenue delante de una fuente de energía caliente que es el interior del Sol.

• Al observar el Sol nos encontramos en una de las situaciones mencionadas en las leyes de Kirchhoff.

• El espectro solar tendrá muchas líneas espectrales de absorción correspondientes a dichos elementos.

ESPECTRO DEL SOL

ESPECTRO SOLAR

FORMACIÓN DE LINEAS ESPECTRALESMODELOS ATÓMICOS

• Un fotón llega al átomo y le entrega energía a un electrón que se encuentra ligado a el.

• El electrón puede salir expulsado del átomo (foto-ionización).

• El electrón puede absorber energía y ascender a un nivel atómico de mayor energía (excitación).

• Eventualmente este electrón puede descender a un nivel inferior de energía liberando un fotón, cuya energía es igual a la diferencia de energía de los niveles inicial y final.

TRANSICIONES ATÓMICASEMISIÓN DE FOTONES

• La mecánica cuántica nos enseña que los niveles atómicos de Bohr no existen como originalmente se pensaron.

• Debido a la indeterminación del mundo cuántico (principio de incertidumbre de Heisenberg), no se sabe con certeza la posición del electrón; se encuentra en una “nube de probabilidad” descrita por una función matemática llamada “función de onda” (Schrödinger).

VISION MODERNA DEL ATOMO DE HIDROGENO“NUBES” DE PROBABILIDAD

EXCITACIÓN ATÓMICARADIACIÓN 656.3 NANÓMETROS !COLOR ROJIZO CARACTERÍSTICO DEL HIDRÓGENO EXCITADO

NIVELES DE ENERGÍA DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENOTRANSICIONES POSIBLES

NEBULOSA DE EMISIÓNNEBULOSA OMEGA M17

Ejemplos de espectros estelares

• Existen niveles atómicos de energía que ligan a los electrones con el núcleo del átomo.

• Existen niveles moleculares de energía que ligan los átomos formando moléculas.

• Existen niveles nucleares de energía que ligan los nucleones (protones y neutrones) dentro del pequeño núcleo atómico.

EXCITACIÓN MOLECULAR Y OTRASENERGÍAS EN EL RANGO DE MICRO ONDAS

Las nubes moleculares están repletas de elementos químicos

– Dr. Ronald Mennickent Cid

“Fin”