Espectro discreto para niños
Una cantidad física tiene un espectro discreto cuando solo puede tomar valores específicos, con espacios claros entre un valor y el siguiente. Imagina una escalera donde solo puedes pisar los escalones, no el espacio entre ellos.
El ejemplo más conocido de espectro discreto se ve en la luz que emiten o absorben los átomos. Cuando los átomos de un elemento químico están solos, solo absorben y emiten luz en colores (o longitudes de onda) muy particulares. Es como si cada elemento tuviera su propia "huella dactilar" de colores. La espectroscopia es una técnica que usa este fenómeno para identificar sustancias.
Los espectros discretos son diferentes de los espectros continuos, donde la luz puede tener cualquier color o longitud de onda, sin interrupciones. Esto ocurre, por ejemplo, en la luz que emiten los objetos calientes o la luz de las estrellas.
Los espectros discretos aparecen en muchos otros lugares:
- En las cuerdas de una guitarra cuando vibran.
- En las microondas dentro de un horno.
- En las ondas de sonido que hacen que algunas estrellas pulsen.
- En las partículas muy pequeñas que estudian los científicos.
Contenido
¿Cómo se forman los espectros discretos?
En el mundo de la mecánica clásica
En la mecánica clásica, los espectros discretos suelen aparecer cuando las ondas y las oscilaciones están limitadas a un espacio. Por ejemplo, una cuerda de guitarra solo puede vibrar de ciertas maneras, produciendo notas específicas.
También se producen espectros discretos en algunos objetos que vibran de forma compleja, como las cuerdas vocales de los mamíferos o los órganos de los grillos. El sonido que producen tiene una serie de líneas fuertes en frecuencias que son múltiplos exactos (llamados armónicos) de la frecuencia principal de la vibración.
Un fenómeno similar ocurre cuando una señal de sonido simple (que tiene un espectro discreto con una sola línea) pasa por un filtro especial que la modifica. Por ejemplo, si pones un sonido puro a través de un amplificador muy fuerte, el sonido de salida tendrá armónicos adicionales.
En el mundo de la mecánica cuántica
En la mecánica cuántica, que estudia el mundo muy, muy pequeño de los átomos y las partículas, el espectro discreto de algo que podemos medir (como la energía de un electrón) significa que esa medida solo puede tener ciertos valores. Es como si la energía viniera en "paquetes" o "escalones" específicos, no en una cantidad continua.
Los espectros discretos en mecánica cuántica suelen estar relacionados con sistemas que están "atrapados" o "unidos" de alguna manera. Por ejemplo, los electrones en un átomo están unidos al núcleo, y por eso solo pueden tener ciertos niveles de energía.
El átomo de hidrógeno es un buen ejemplo. Sus electrones solo pueden tener energías específicas, lo que da lugar a un espectro discreto. Sin embargo, si un electrón tiene suficiente energía para escapar del átomo (lo que se llama ionización), entonces su energía puede ser continua.
Galería de imágenes
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La parte discreta del espectro de emisión de hidrógeno.
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Espectro de luz solar sobre la atmósfera (amarillo) y al nivel del mar (rojo), que revela un espectro de absorción con una parte discreta (como la línea debida a O
2) y una parte continua (como las bandas etiquetadas H
2O). -
Espectrograma acústico de las palabras "¡Oh, no!" dicho por una joven, mostrando cómo el discreto espectro del sonido (líneas de color naranja brillante) cambia con el tiempo (el eje horizontal).
Véase también
En inglés: Spectroscopy Facts for Kids
- Estructura de bandas
- Dominio de frecuencia discreta
