Dijiste que conoces la teoría, pero lo que quizás no entiendas es lo mucho que un buen experimentador realmente debe conocer la teoría en profundidad. Sin duda, alguien publicará los detalles del equipo, o puede buscarlos en Google usted mismo, pero voy a revisar alguna teoría, (no se preocupe, no matemática) porque de hecho eso es lo que importa para comprender lo que debe implicar cualquier medición.
Para ver un espectro lineal experimentalmente, es más fácil observar un espectro de absorción. Es como una fotografía negativa, y es común en astronomía donde la luz de las estrellas pasa a través de una nube de gas hidrógeno. Ese proceso es la dispersión de la luz y la dispersión también puede proporcionar datos útiles sobre la luz polarizada y los campos magnéticos.
Pero para ver un espectro de emisión limpio y nítido significa que necesita algunas condiciones especiales. En los viejos tiempos necesitabas cuartos oscuros y películas fotográficas. Hoy en día, con los detectores modernos, las cosas son un poco más fáciles, pero algunas condiciones aún son necesarias.
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Los átomos tienen que estar separados entre sí tanto química como físicamente en el momento en que emiten luz, y necesitan ser energizados de alguna manera. Eso sugiere que necesita un gas, pero debe estar a baja presión para que los átomos excitados no choquen a menudo en relación con el tiempo que pasan excitados electrónicamente. Puedes calcular este tipo de cosas tú mismo.
Las líneas se pueden ampliar con cambios doppler y colisiones, por ejemplo, y existe una especie de relación de incertidumbre en el tiempo de energía que funciona, por lo que si desea una línea muy afilada, debe elegir las condiciones para que el momento preciso de emisión se vuelva incognoscible. Básicamente no puedes tener tu pastel y comértelo también.
Ahora dije átomos, pero como saben, el hidrógeno es molecular. A temperatura ambiente. Una vez más, puede calcular fácilmente una temperatura donde H2 no solo se disocia por colisiones energéticas, sino que las colisiones deben ser lo suficientemente energéticas como para causar ionización. En otras palabras, las temperaturas del plasma. Afortunadamente, es más fácil usar un tubo de descarga eléctrica que dicho horno.
También ayuda a que el vidrio sea transparente para el rango visible ultravioleta, pero ayudaría a tener un vidrio de cuarzo de calidad óptica. Y dado que la luz atraviesa el vidrio y luego el aire y la humedad, y lo que no, podemos calibrar contra espectros conocidos cuando medimos nuevos.
Si alguna molécula de hidrógeno se disocia de manera desigual, entonces las partículas cargadas formadas se aceleran instantáneamente por el campo eléctrico externo y se estrellan contra otras partículas. Sin embargo, realmente no desea que el voltaje suba a la región de rayos X, el objetivo es un brillo UV, por lo que queremos un tubo de gas, no un tubo de vacío.
Dado que los electrones libres se mueven mucho más rápido que los protones, la ruta de flujo de corriente estaría dominada por los electrones en la forma en que una chispa forma un canal de colisión en zigzag y la mantiene como la brigada de cubos de un bombero. En cambio, queremos tener la cantidad justa de gas y voltaje para causar un resplandor agradable, no una pistola de electrones o un rayo.
Debido a que el índice de refracción de un prisma de vidrio es menor para la luz UV, el UV no ve tan bien el campo eléctrico de fondo de la estructura del vidrio, el azul se dispersa menos que el rojo y el UV aún menos. Es por eso que el cielo es azul, no rojo durante el día. Como no podemos usar la energía de un campo eléctrico como en el vidrio, podemos usar la longitud de onda, en forma de una rejilla de difracción.
La relación entre la luz y la materia se basa principalmente en frecuencias coincidentes, pero ahora nos estamos moviendo al dominio espacial para separar la luz por longitudes de onda, no por frecuencias. Y sabemos que estos son proporcionales para la luz, gracias a la naturaleza del espacio-tiempo.
Si queremos pasar a las radiografías, comenzamos a usar los átomos como difractores, y un cristal puro forma hermosas difracciones de rayos. Fue al cristalizar el ADN que llevó a su estructura a dilucidarse, el importante trabajo realizado por una mujer talentosa, ¿sabes su nombre? y Linus Pauling, el químico teórico.
