Aspectos históricos de la espectroscopia

Los inicios de la espectroscopia permitieron articular las ciencias para comprender la naturaleza de la luz y la naturaleza de las estrellas, El artículo “De la química a la astrofísica moderna” (Dietrich, 2016) muestra con mucha precisión como se fueron integrando la química y la física en el desarrollo de la espectroscopia que se convertiría en una herramienta básica en el estudio de la astronomía estelar

Desarrollo de la espectroscopia. Tomado y adaptado de “De la química a la astrofísica

moderna” (Dietrich, 2016)

Hacia 1818 se conocía el fenómeno de difracción de la luz y se hacían experimentos para demostrarlo, Jose Fraunhofer que había observado las líneas oscuras en el espectro del Sol, se ideó la manera de perfeccionar un equipo que le permitiera obtener la mayor cantidad de líneas de un rayo de luz, primero fabricó rejillas con alambres los cuales fue organizando cada vez mejor y luego utilizó vidrios tallados con diamante y comprobó el comportamiento ondulatorio de la luz, en un momento donde estaba tomando más auge la teoría newtoniana que dice que la luz se comporta como partícula. Fraunhofer logró asignar longitudes de onda a las líneas oscuras observadas en el Sol, con mucha precisión.

45 años después de su muerte, el trabajo de Fraunhofer abrió las puertas a Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff para que descubrieran la razón de las líneas de las líneas oscuras en el espectro del Sol. Ellos construyeron un espectroscopio para analizar muestras de sales. Bunsen había observado que al quemar ciertas sales se observaban tonos diferentes, así que trabajo en la posibilidad de análisis químicos con la observación del color de las llamas del compuesto al quemarlo, para realizar este trabajo se inventó el mechero de Bunsen y junto con Kirchhoff construyó un espectroscopio para analizar muestras de sales. Se idearon otros experimentos más ingeniosos todavía descritos en el artículo así: “Uno, consistía en dirigir la luz solar a su espectrómetro de modo que la línea brillante de la llama de sal común coincidiese con la línea oscura D del espectro solar, observaron que la línea brillante se volvió oscura, debido a que las sustancia que emitían una determinada radiación podían también absorberla. Otro experimento consistía, en calentar una pieza de cal y atravesar su luz a una llama de sal común que estaba a una temperatura más baja se producía una línea oscura D del espectro solar, lo cual indicaba dos cosas que en el Sol había Sodio y que debía encontrarse en una capa de la atmosfera más fría que en su núcleo”.

Kircchoff y Bunsen consiguieron otro espectroscopio más potente y lograron comparar las líneas solares y las de laboratorio para deducir que en el Sol se hallaba hierro, bario, estroncio, magnesio, etc. Dejando su trabajo como evidencia de que el Sol contenía la misma clase de elementos químicos que existían en la Tierra.

Kirchhoff se dio cuenta de que para que se formen líneas oscuras la fuente emisora debe tener una temperatura mayor que la del gas, por lo cual el Sol debía tener un núcleo solido o liquido tan

caliente que rodea una atmosfera de menor temperatura y genera líneas oscuras en su espectro, dejando a un lado la hipótesis que se tenía la cual decía que el Sol constaba de un núcleo oscuro que se veía a través de las manchas solares.

Preguntas relacionadas con la lectura “Desarrollo de la espectroscopia”

 ¿Por qué es importante el trabajo de Fraunhofer en el desarrollo de la espectroscopia?

 ¿En qué sentido hay una conexión entre la química, la física y la astronomía con los trabajos de la espectroscopia estelar?

 ¿Por qué es tan importante el trabajo de Kirchhoff para la astronomía y para la química?

 ¿Cómo influye la tecnología en el desarrollo de la ciencia?

 Después de que se comprobó de que las líneas oscuras de Fraunhofer eran las mismas líneas brillantes que Kirchhoff encontró en elementos en incandescencia los astrónomos hicieron un trabajo de clasificación de estrellas de acuerdo a sus espectros. Teniendo en cuenta las circunstancias tecnológicas de ese momento cómo crees que se realizaba este trabajo.

 ¿Por qué se dice que la espectroscopia contribuyó a visualizar la estructura de una estrella?

La lectura y las preguntas harán que el docente comprenda como se fue desarrollando una tecnología que permitió más adelante el estudio de las estrellas, Fraunhopher era un óptico que inicialmente se dedicaba a perfeccionar estos instrumentos pero su dedicación a su trabajo, hicieron que dejará un legado para otros investigadores como en este caso Kircchoff que era físico y Bunsen que era químico los cuales descubrieron como analizar las estrellas a partir del espectro de las mismas.

Tabla No 11: Síntesis de secuencia para el uso de instrumentos de observación

Actividad Contenido Propósito

Identificando ideas previas sobre objetos nebulosos

algunos objetos nebulosos

Reconocer algunos objetos nebulosos y ver cómo se relacionan con las estrellas

Observación de objetos nebulosos con telescopio Cúmulos abiertos, cúmulos cerrados y nebulosas planetarias

Reconocer las nebulosas planetarias como un tipo de estrella en su etapa final, observar y reconocer los cúmulos abiertos como “cunas de estrellas” y sus diferencias con los cúmulos globulares. Discusión en grupos pequeños y conversatorio Color, temperatura y espectro de un cuerpo luminoso

Identificar que ideas sobre color y temperatura se tiene y asociar el color de un cuerpo luminoso con su temperatura. Construcción de un

espectroscopio

Principio de la espectroscopia

Comprender como funciona un espectroscopio y que información nos da al analizar una fuente de luz con él. Lectura sobre el desarrollo de la espectroscopia Aspectos históricos sobre la espectroscopia

Contextualizar la espectroscopia dentro del desarrollo científico y tecnológico y realizar un análisis de su contribución a la ciencia.