Química Física II - Espectroscopía: Fundamentos
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Questions and Answers

¿Cuál es la definición de espectroscopía?

La espectroscopía estudia el fenómeno de interacción de la radiación electromagnética con la materia que incluye los procesos de absorción, emisión o dispersión de las ondas de radio, MW, IR, Vis, UV,.. y que dejan a los átomos, moléculas, iones químicamente intactos.

¿Qué aporta la mecánica cuántica a la espectroscopía?

La mecánica cuántica aporta la metodología adecuada para comprender los procesos espectroscópicos.

¿Cuáles son los tres aspectos que contribuyen a la espectroscopía?

Los tres aspectos que contribuyen son la relación entre los parámetros espectroscópicos experimentales y los parámetros moleculares, la relación entre los parámetros moleculares y la estructura molecular, y los aspectos experimentales e instrumentales propios de cada rama de la espectroscopía.

¿Cuáles son las aplicaciones de la espectroscopía molecular? (Selecciona todas las que apliquen)

<p>Dptos. Control</p> Signup and view all the answers

¿Qué experimentó Thomas Young que demostró la naturaleza ondulatoria de la luz?

<p>El experimento de doble rendija</p> Signup and view all the answers

¿Quién público en 1815 la "Premier Mémoire sur la Diffraction de la Lumière" y la "Théorie de la Lumière"?

<p>Augustin Fresnel</p> Signup and view all the answers

La teoría electromagnética de James Clark Maxwell postula que la luz se propaga en forma de ondas eléctricas y magnéticas vibrando perpendicularmente entre sí.

<p>True</p> Signup and view all the answers

¿Qué describe la ley de Planck en relación a la densidad de energía radiante por unidad de frecuencia en la cavidad?

<p>La función de distribución de la densidad de energía radiante por unidad de frecuencia en el interior de la cavidad</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la definición de "cuerpo negro" en espectroscopia?

<p>El espectro de la radiación emitida por un cuerpo negro es importante por razones históricas y de uso práctico</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el concepto de “Efecto Fotoeléctrico”?

<p>Cuando la luz incide sobre una placa metálica, esta va a desprender e-, los cuales se pueden medir</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la definición de “Fotón”?

<p>Es la cantidad mínima de energía que un sistema puede intercambiar</p> Signup and view all the answers

La teoría atomística o corpuscular afirma que:

<p>La materia está compuesta de entidades discretas separadas entre sí por espacios vacíos</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el “Principio de Incertidumbre de Heisenberg”?

<p>No puede conocerse con exactitud la E y el t a la vez</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se puede disminuir la anchura de línea en un espectro?

<p>Se puede disminuir la anchura de línea en un espectro utilizando técnicas experimentales como las haces moleculares supersónicas, el Lamb dip y técnicas de excitación pulsada o transformación de Fourier.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el fenómeno “Ensanchamiento Doppler”?

<p>Cuando una fuente emisora de ondas se aleja o acerca, un observador estacionario detecta una frecuencia diferente</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de técnica espectroscópica se utiliza para determinar los espectros de emisión?

<p>La técnica espectroscópica de emisión se utiliza para determinar los espectros de emisión.</p> Signup and view all the answers

La ley de Bouger-Lambert-Beer se utiliza para:

<p>Determinar la absorción de la radiación a través de una muestra</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa “saturación” en espectroscopía?

<p>No hay transición que observar --&gt; NO deseable</p> Signup and view all the answers

Para producir un láser, se requiere la “inversión de población” de los niveles de energía.

<p>True</p> Signup and view all the answers

La emisión espontánea se considera un proceso “resonante”.

<p>False</p> Signup and view all the answers

La “regla de selección” especifica los momentos de transición permitidos y prohibidos para que una transición sea activa.

<p>True</p> Signup and view all the answers

Define “amplitud de línea” en espectroscopía.

<p>Es la medida de la anchura de una línea espectral.</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son las causas de la anchura de línea en fase gaseosa?

<p>Las causas de la anchura de línea en fase gaseosa son ensanchamiento de tiempo de vida, ensanchamiento Doppler y ensanchamiento instrumental.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se puede contrarrestar el efecto del ensanchamiento Doppler en un experimento espectroscópico?

<p>Para minimizar el efecto del ensanchamiento Doppler, se pueden utilizar haces moleculares supersónicos, que producen velocidades moleculares muy bajas.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es “saturación” en espectroscopía y cómo afecta la anchura de línea?

<p>Una densidad de radiación alta satura los estados e implica un ensanchamiento en la línea</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son los requisitos fundamentales en un espectrómetro para la obtención de un espectro de alta calidad?

<p>Un espectrómetro de alta calidad requiere que los sistemas se ajusten con una resolución y sensibilidad óptimas.</p> Signup and view all the answers

Describe la diferencia fundamental entre el "ruido blanco" y "ruído rosa".

<p>El ruido blanco es una señal con una distribución uniforme de frecuencia, mientras que el ruido rosa es una señal con una distribución de frecuencia proporcional a 1 / f, donde f es la frecuencia.</p> Signup and view all the answers

Explica la técnica de "acumulación digital" en espectroscopía.

<p>En la acumulación digital, se acumulan los espectros de N series de medidas en un intervalo. Esto permite aumentar la relación señal/ruido (S/N) × √N.</p> Signup and view all the answers

Las técnicas experimentales para determinar la espectroscopía de absorción no utilizan monocromadores.

<p>False</p> Signup and view all the answers

Study Notes

Química Física II - Tema 1: Espectroscopía: Fundamentos

  • Introducción: Se estudia la interacción de la radiación electromagnética con la materia, incluyendo procesos de absorción, emisión y dispersión.
  • Radiación electromagnética y materia: La radiación electromagnética interactúa con la materia a través de procesos resonantes y no resonantes (dispersión).
  • Procesos resonantes y no resonantes: dispersión: Se analizan los procesos de emisión espontánea, inducida, y los tratamientos clásico y semiclásico de la interacción radiación-materia.
  • Tratamientos clásico y semiclásico de la interacción radiación-materia: Coeficientes de Einstein: Se describen los tratamientos clásico y semiclásico, y los coeficientes de Einstein relacionados con las transiciones energéticas entre niveles.
  • Emisión espontánea: Radiación emitida por un sistema sin influencia externa.
  • Interacción con campos fuertes: Estudio de la interacción con campos fuertes, especialmente relevantes en la emisión estimulada, donde el campo externo induce la emisión.
  • Reglas de selección: Determinan las transiciones permitidas entre niveles de energía de acuerdo con características del sistema.
  • Niveles de energía: Regiones del espectro electromagnético: El espectro electromagnético se divide en distintas regiones (radio, microondas, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X, rayos gamma), cada una asociada a diferentes rangos de energía.
  • Población de los niveles de energía: Intensidades: Se estudia la distribución de las poblaciones de los átomos en los diferentes niveles de energía y cómo afecta esta distribución a las intensidades de las líneas espectrales.
  • Ley de Bouguer-Lambert-Beer: Ley fundamental para la espectroscopía de absorción, relacionando la intensidad de la luz absorbida con la concentración y la longitud del trayecto de la luz en la muestra.
  • Forma y anchura de línea: Factores que contribuyen al ensanchamiento de las líneas espectrales, incluyendo tiempo de vida, presión, Doppler, y efectos instrumentales.
  • Técnicas experimentales: Descripción de las técnicas experimentales utilizadas en espectroscopía, como la absorción, emisión y dispersión, incluyendo los instrumentos y procesos.

Introducción - Antecedentes Históricos

  • Los orígenes de la espectroscopía se remontan al siglo XVII con los primeros estudios sobre la luz solar por Newton y Herschell.
  • La espectroscopía actual se basa en las técnicas de análisis espectroscópico de gases y vapores a la llama de un mechero desarrolladas por Bunsen y Kirchhoff en 1860.
  • La Mecánica Cuántica del S. XX proporciona la metodología teórica para interpretar los procesos espectroscópicos.

Radiación Electromagnética y Materia

  • La luz se comporta como una onda electromagnética.
  • Newton propuso la teoría corpuscular de la luz, la cual más tarde Huygens refutó con una teoría ondulatoria.
  • En 1864, Maxwell publicó una teoría electromagnética que relaciona la luz con los campos eléctricos y magnéticos.
  • Maxwell teorizó que la luz es una onda transversal que se propaga a través del espacio.
  • El espectro electromagnético abarca frecuencias y longitudes de onda desde las ondas de radio hasta los rayos gamma.
  • La naturaleza dual de la luz fue propuesta con Planck y Einstein, con el fotón.

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Description

Este cuestionario abarca los fundamentos de la espectroscopía, incluyendo la interacción de la radiación electromagnética con la materia. Se estudian procesos de absorción, emisión y dispersión, así como tratamientos clásico y semiclásico. Es ideal para aquellos que quieren profundizar en la interacción radiación-materia.

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