O termo espectroscopia é utilizado nas disciplinas de
física e química para se referir à técnica de aferimento de dados
físico-químicos através da transmissão, absorção ou reflexão da energia
radiante incidente em uma amostra. Sua origem encontra-se no estudo da
luz visível dispersa de acordo com seu comprimento de onda, por exemplo,
por um prisma.
Embora a natureza
espectral da luz esteja presente no arco-íris, demorou para que o homem
reconhecesse o seu significado. Não foi até 1666 que Newton mostrou que
a luz branca a partir do sol pode ser repartida em uma série contínua
de cores. Newton introduziu a palavra "espectro" para descrever tal
fenômeno, utilizando uma superfície com um pequeno orifício que emitia
um feixe de luz, uma lente para focá-lo, um prisma de vidro para
dispersá-lo, e uma tela para exibir o espectro resultante. Assim, a
análise da luz feita por Newton é considerado o marco inicial da ciência
da espectroscopia.
A partir daí, os pesquisadores entendem que a radiação
solar possui componentes fora da parte visível do espectro. Estes
estudos foram os precursores de medições radiométricas e fotográfica da
luz, respectivamente. Outra importante contribuição ao desenvolvimento
da espectroscopia encontra-se nas pesquisas do alemão Joseph
Fraunhofer, que ao observar que o espectro do sol, quando
suficientemente disperso é atravessado por um grande número de finas
linhas escuras (as chamadas linhas de Fraunhofer). Fraunhofer elaborou
as primeiras normas para comparação
de linhas espectrais obtidas a partir de prismas de vidros diferentes,
além de estudar os espectros das estrelas e dos planetas, usando uma
objetiva de telescópio para coletar a luz, dando com isso origem à
ciência da astrofísica.
Apesar de suas realizações, Fraunhofer não entendia a origem das
linhas espectrais que observava. Somente 33 anos após sua morte é que
Gustav Kirchhoff estabeleceu que cada elemento e composto tem seu
próprio espectro único, e que, ao estudar o espectro de uma fonte
desconhecida, pode-se determinar sua composição química. Com esses
avanços, espectroscopia se tornou uma verdadeira disciplina científica.
Em 1859, em sua famosa lei, Kirchhoff afirma que a potência emitida e
absorvida da luz num determinado comprimento de onda são as mesmas para
todos os corpos à mesma temperatura. Um gás, por exemplo, que irradia
um espectro de linha deve, à mesma temperatura, absorver as linhas
espectrais que irradia. Com isto, Kirchhoff e R. Bunsen explicam que as
linhas de Fraunhofer no espectro do sol ocorrem devido a absorção do
espectro contínuo emitida a partir do interior quente do sol por
elementos na superfície mais fria. Com esta pesquisa, tornou-se possível
a análise da atmosfera do Sol.
A espectroscopia passou a ser utilizada como ferramenta científica
para sondar a estrutura atômica e molecular, inaugurando o campo da
análise espectroquímica para analisar a composição dos materiais. Estas
técnicas são utilizadas hoje para analisar os objetos, tanto terrestres e
estelar, e continua a ser o nosso único meio de estudar os elementos
químicos presentes nas estrelas.
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