3. Línea espectral
Las líneasespectralesse detectancomolíneasde absorción(A) olíneasde emisión(B)
dependiendode lasposicionesdel detector,el gasyla fuente luminosa.
Una línea espectral esunalíneaoscura o brillante enun espectrouniforme ycontinuo,
resultadode unexcesoouna carenciade fotonesenunestrechorango de frecuencias,
comparadocon las frecuenciascercanas.Cuandoexiste unexcesode fotonesse hablade
una líneade emisión.Enel casode existirunacarenciade fotones,se hablade una líneade
absorción.El estudiode laslíneasespectrales permiterealizarunanálisisquímicode cuerpos
lejanos,siendolaespectroscopiaunode losmétodosfundamentalesusadosenla astrofísica,
aunque esutilizadatambiénenel estudiode la Tierra.
Tiposde líneasespectrales
Espectrocontinuo
Líneas de emisión
Líneas de absorción
4. Las líneasespectralessonel resultadode lainteracciónentreunsistemacuántico —porlo
general, átomos,peroalgunasveces moléculasonúcleosatómicos— yfotones.Cuandoun
fotóntiene unaenergíamuycercana a la necesariaparacambiar el estadode energíadel
sistema(enel casodel átomoel cambiode estadode energíaseríaun electrón cambiando
de orbital),el fotónesabsorbido.Tiempodespués,seráreemitido,yaseaenla
mismafrecuencia—olongitudde onda—1que originalmente tenía,oenformade cascada, es
decir,unaserie de fotonesde diferente frecuencia.Ladirecciónenlaque el nuevofotónserá
reemitidoestarárelacionadaconladirecciónde donde provinoel fotónoriginal.
Dependiendodel tipode gas,lafuente luminosayloque arribe al detector,se pueden
producirdostiposde líneas:de emisiónode absorción.Si el gasse encuentraentre el detector
y la fuente de luz —lacual,porlo general,se trataráde una fuente conespectrocontinuo—,
de tal formaque el detectorpuedaobservarel espectrotantodel gascomo de la fuente,se
observaráunadisminuciónde laintensidadde laluzenlafrecuenciadel fotónincidente,
debidoaque la mayor parte de losfotonesreemitidossaldránendireccionesdiferentesalas
que poseíanlosfotonesoriginales.Eneste casose observaráunalíneade absorción.Porotro
lado,si el detectorescapaz de observarel gas,perono puede verlafuente de luz,se
observaránsolamente losfotonesreemitidos,resultandoenlíneasde emisión.
La posiciónde laslíneasespectralesdepende del átomoomoléculaque lasproduzca.Debidoa
loanterior,estaslíneassonde gran utilidadparaidentificarlacomposiciónquímicade
cualquiermedioque permitapasarlaluza travésde él.Varios elementosquímicos se han
descubiertograciasala espectroscopia.Entre algunosde éstosestánel helio,el talioyel cerio.
Las líneasespectralestambiéndependende las condicionesfísicasdel gas.Porestarazón,son
comúnmente utilizadasparadeterminarlascaracterísticasfísicas,ademásde lacomposición
química,de estrellas yotroscuerposcelestes,paraloscualesnoexiste ningúnotrométodode
análisis.
Existenotrosmecanismosde producciónde líneasespectrales,ademásde lasinteracciones
fotón-átomo.Dependiendodel tipode interacciónfísica(entre moléculas,átomos,etc.),la
frecuenciade losfotonesresultantespuedesermuydiversa.Debidoaesto,se pueden
observarlíneasencualquierregióndel espectroelectromagnético,desde las ondasde
radiohasta los rayos gamma.
