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UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA PROYECTO: ELABORACION DE UN ESPECTROSCOPIO Equipo 3 Cruz Estrada Claudia Fonseca Cam

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TEMAS SELECTOS DE BIOFISICA. UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA PROYECTO: ELABORACION DE UN ESPECTROSCOPIO Equipo 3 Cruz Estrada Claudia Fonseca Camarillo Gabriela Urbina González Esperanza Rivera Rosas Patricia. ANTECEDENTES.

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TEMAS SELECTOS DE BIOFISICA

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

PROYECTO:

ELABORACION DE UN ESPECTROSCOPIO

Equipo 3

Cruz Estrada Claudia

Fonseca Camarillo Gabriela

Urbina González Esperanza

Rivera Rosas Patricia

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ANTECEDENTES

  • Aunque su fundamento, la descomposición de la luz blanca en los diferentes colores que la componen, data del siglo XVIII, debido al físico, astrónomo y matemático insigne Isaac Newton, no es hasta bien entrado el presente siglo XX en que se utiliza para observar, analizar y medir los diferentes aspectos químico-físicos (la temperatura, composición química, velocidad, etc.) de la luz.
  • Para producir la descomposición de una luz compuesta de varis colores Newton utilizó el prisma, que hacía desviar de forma diferente a cada color (longitud de onda) al ser atravesado por el rayo.
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INTRODUCCIÓN

  • La espectroscopia :es una técnica analítica experimental, muy usada en química y en física.
  • Se basa en detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética de ciertas energías, y relacionar estas energías con los niveles de energía implicados en una transición cuántica.
  • De esta forma, se pueden hacer análisis cuantitativos o cualitativos de una enorme variedad de sustancias.
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INTRODUCCIÓN

  • Un espectroscopio es un instrumento destinado a separar las diferentes componentes de un espectro óptico.
  • Está constituido por una rendija situada en el plano focal de un prisma o una red de difracción y un anteojo para observar el haz dispersado.
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RED DE DIFRACCIÓN

  • Se utilizaron las "redes de difracción", que consisten en un soporte (transparente o reflectante) con rendijas pequeñísimas, en cada milímetro hay entre 500 hasta más de 1000 rendijas que hacen que cada color del rayo de luz se disperse en todas las direcciones (difracción) primero, pero que luego en cada una de las longitudes de onda iguales (color) procedentes de cada uno de los rayos del haz de luz blanca se refuerce, obteniéndose un resultado pacecido al que se encuentra en el prisma: la descomposición de una luz policromática en sus componentes, pero con mayor eficacia, con una mejor uniforme separación de los mismos.
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OBJETIVOS

  • Construir un sencillo espectroscopio de red de difracción casero con el que se podrá contemplar el espectro de una fuente luminosa y de algunas sustancias como:
  • Clorofila de una planta.
  • Aplicar los conocimientos de difracción de la luz
  • Determinar longitudes de onda de un determinado color, con el espectrómetro.
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JUSTIFICACION

  • sobre la naturaleza de la luz. el experimento del prisma de Isaac Newton, comprobó que cualquier haz incidente de luz blanca no necesariamente, procedente del Sol, se descompone en el espectro del arcoiris (del rojo al violeta), si no que eran los constituyentes de la luz blanca. cada color correspondía a un único intervalo de frecuencias o longitudes de onda.
  • La longitud de onda de cada una de estas bandas era característica del elemento químico 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.
  • Los métodos espectrométricos Estos métodos emplean técnicas que se dividen en técnicas espectroscópicas y en técnicas no espectroscópicas.
  • Las técnicas no espectroscópicas aprovechan diferentes propiedades de la radiación electromagnética, como el índice de refracción o la dispersión.
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En este proyecto se construyo un espectroscopio muy sencillo y económico, pero que tiene una inigualable relación calidad / precio (medida por el poder separador de los colores).

Su poder separador se basa en el fenómeno de la difracción, producido en este caso por los "espejitos" microscópicos para la lectura del láser en un compact-disc. (CD).

En un CD hay 1000 puntos de difracción por cada milímetro de disco, lo que permite separar muy bien los colores elementales.

METODOLOGIA

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METODOLOGIA

  • Procedimiento
  • Tomamos el esquema del espectroscopio y lo cortamos con las tijeras.
  • El esquema recortado lo colocamos encima de la cartulina negra. Con ayuda del lápiz y la regla, marcamos los bordes en la cartulina.
  • Con la regla podemos ayudarnos para hacer los dobleces.
  • No podemos olvidarnos de hacer la ranura de la parte delantera. Podemos usar las tijeras (o mejor, un "cutter"). Debemos procurar que la anchura sea lo más uniforme posible (menor que 1 milímetro de ancho).
  • Tomamos ahora el CDROM, hacemos dos marcas en la parte exterior del disco, cortamos el CDROM por las marcas con unas tijeras que sean fuertes.
  • El trocito de CDROM lo colocamos en el interior del espectroscopio, a una inclinacion aproximada de 45 grados.
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ESPECTROSCOPIO

  • Este aparato nos permitió determinar en que zonas del espectro emite luz o absorbe luz una sustancia. Esto se observo realizando los siguientes experimentos:

1) Colocamos nuestro espectroscopio en un soporte e iluminamos la rendija de entrada con la luz solar (pero no directamente al Sol).

  • Entre la rendija y la luz colocamos una cápsula de Petri una con solución concentrada de sulfato de cobre, una solución de permanganato de potasio y una solución de clorofila.
  • Con esta instalación pretendemos ver en que zona del espectro absorben luz las soluciones.
  • Se observara entonces un espectro de absorción.
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RESULTADOS

  • Al observar la clorofila se refleja solo el color verde en el disco por lo tanto absorbe todos los demás colores del arco iris.
  • Absorbancia de la clorofila refleja la parte media del espectro, que correspondiente al color verde (500-600 nm).
  • Podemos concluir que esta es la razón por la que las clorofilas tienen color verde.
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RESULTADOS

  • En el Sulfato de Cobre aparecen los colores naranja, amarillo, verde y morado.
  • Permanganato de potasio se ve que pasa luz en las zonas del rojo y el azul, mientras que aparecen bandas de absorción en la zona del amarillo y el verde
  • Se observa una zona obscura en el espectro, lo que indica adonde está absorbiendo la luz en cada solución expuesta
espectro de la luz solar
ESPECTRO DE LA LUZ SOLAR

El espectro del sol se observa líneas oscuras continuas.

Es generado por un gas incandescente.

Rojo oscuro C(H-alpha, 656nm) Naranja D (Na,589nm)

Verde E (Fe,527nm) b1,b2(Mg,518nm),

Azul F (H-beta, 486nm) Morado G (Fe y Ca, 431nm).

espectro de la clorofila
ESPECTRO DE LA CLOROFILA

Absorbencia de las clorofilas a y b a distintas longitudes de onda. Puede verse que absorben los colores de los extremos del arco iris (hacia el azul y el rojo), pero no el verde, de lo que procede su color.

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DISCUSION Y CONCLUSION

  • Espectroscopio es un instrumento de observación visual que permite dispersar la luz emitida por un foco, descomponiéndola en las diferentes radiaciones monocromáticas .
  • La dispersión se realiza por difracción (espectroscopio de red), en este caso la luz se dispersa en una superficie especular de muchas líneas muy finas, el cual tiene mayor poder de dispersión que un prisma, por lo que permite una observación más detallada de los espectros.
  • En el cual el espectro visible es la porción del espectro electromagnético que es visible para el ojo humano. La longitud de onda se le llama luz visible.
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En este espectro se divide los distintos colores, y no hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm, aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.
  • El cual se tubo que comparar con la literatura investigando las distintas longitudes de los colores observados.
  • Es necesario saber que la luz blanca contiene en distintas cantidades todos los colores del espectro y que cada color tiene su frecuencia asociada. Es bueno saber que el ojo humano es sensible solo a una pequeñísima parte del espectro y además necesita cierta amplitud de señal para poder ver dicha onda. 
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REFERENCIAS

  • http://pagciencia.quimica.unlp.edu.ar/spectrsc.htm
  • http://www.cs.cmu.edu/~zhuxj/astro/html/spectrometer.html
  • http://www.cientec.or.cr/ciencias/instrumentos/espectroscopio.html
  • http://www.uc.cl/sw_educ/biologia/bio100/html/portadaMIval2.6.2.html