O que é espectroscopia?
A espectroscopia é o estudo da luz, que quebra em suas cores constituintes. Examinando essas cores diferentes, é possível determinar qualquer número de propriedades do objeto que está sendo estudado, pois as cores da luz refletem os estados de energia. Mais tecnicamente, a espectroscopia analisa a interação entre qualquer matéria e radiação. É usado para analisar compostos em química, para determinar quais elementos diferentes compõem alguma coisa, e também é usado em astronomia para obter insights sobre a composição e a velocidade dos corpos astronômicos.
Pode-se dividir a espectroscopia em muitas sub-disciplinas, dependendo do que está sendo medido e de como está sendo medido. Algumas divisões principais incluem espectrometria de massa, espectroscopia eletrônica, espectroscopia de absorção, espectroscopia de emissão, espectroscopia de raios-x e espectroscopia eletromagnética. Existem muitos outros tipos de espectroscopia, no entanto, incluindo aqueles que analisam o som à medida que ele se espalha ou campos elétricos.
Na espectroscopia de raios X, por exemplo, os raios X bombardeiam uma substância. Quando o atingem, os elétrons nas camadas internas dos átomos são excitados e depois excitam, emitindo radiação. Essa radiação sai em diferentes frequências, dependendo do átomo, e há pequenas variações dependendo das ligações químicas presentes. Isso significa que a radiação pode ser examinada para determinar quais elementos estão presentes, em que quantidades e quais ligações químicas existem.
Na astronomia, a espectroscopia pode ser usada para determinar uma grande variedade de coisas sobre a composição de estrelas e outros corpos celestes. Isso ocorre porque a luz é uma onda e energias diferentes têm comprimentos de onda diferentes. Esses comprimentos de onda diferentes se correlacionam com cores diferentes, o que pode ser observado usando telescópios. A espectroscopia envolve olhar para as diferentes cores e usar o que se sabe sobre as energias de diferentes processos e elementos para construir um mapa do que está acontecendo a milhares de milhões de anos-luz de distância.
Existem dois espectros principais de luz observados na espectroscopia astronômica: contínua e discreta. Um espectro contínuo possui uma ampla gama de cores que são relativamente contínuas. Um espectro discreto, por outro lado, possui certos picos de linhas muito brilhantes ou muito escuras com energias específicas. Os espectros discretos que têm picos brilhantes são chamados espectros de emissão, enquanto aqueles que têm picos escuros são chamados espectros de absorção.
Os espectros contínuos são emitidos por coisas como estrelas, assim como coisas na terra como incêndios, animais ou lâmpadas. Como a energia está sendo liberada através do espectro de comprimentos de onda, ela parece bastante contínua, embora possa haver picos e vales dentro do espectro. É claro que nem toda essa luz é visível a olho nu, grande parte existe na faixa de infravermelho ou ultravioleta.
Espectros discretos, por outro lado, geralmente são causados por algo acontecendo por um átomo em particular. Isso ocorre porque, devido a certas regras da mecânica quântica, as nuvens de elétrons têm uma energia muito específica, dependendo do átomo associado. Cada elemento possui apenas alguns níveis de energia que pode ter e quase todos são facilmente identificáveis. Ao mesmo tempo, esses elementos sempre querem retornar a esses níveis básicos de energia; portanto, se ficarem animados de alguma forma, emitirão a energia extra como luz. Essa luz tem o comprimento de onda exato que seria de esperar para esse átomo, permitindo que os astrônomos vejam o pico da luz e reconheçam quais átomos estão envolvidos, ajudando a desvendar os segredos da composição do universo.