Fuente de energía de numerosas técnicas instrumentales.
La Radiación Electromagnética (REM) es una forma de energía que se puede describir a través de ondas producidas por la oscilación o la aceleración de una carga eléctrica, que tienen componentes eléctricos y magnéticos. Muchas de las propiedades de la REM se explican adecuadamente con un modelo clásico ondulatorio, que utiliza parámetros como la longitud de onda (l), la frecuencia (u), la velocidad (c) y la amplitud (A).
El modelo ondulatorio falla al intentar explicar fenómenos asociados con la absorción o la emisión de energía radiante. Para comprender estos procesos hay que acudir a un modelo corpuscular en el que la REM. Este doble punto de vista de la radiación como partícula y como onda no es mutuamente excluyente sino complementario. De hecho, la dualidad onda-partícula se aplica al comportamiento de haces de electrones, protones y de otras partículas elementales, y se racionaliza completamente a través de la mecánica ondulatoria.
Según el modelo ondulatorio, la REM se compone de ondas de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, perpendiculares entre sí, y perpendiculares a la dirección de la propagación.
Según el modelo corpuscular, la REM se considera un flujo de partículas discretas o paquetes ondulatorios de energía denominados fotones, en los que la energía del fotón es proporcional a la frecuencia de la radiación.
Los parámetros ondulatorios de mayor utilidad en el Análisis Instrumental son:
Frecuencia: número de oscilaciones del campo por segundo.
Longitud de onda: distancia lineal entre dos puntos equivalentes de ondas sucesivas.
Velocidad de propagación: producto de la frecuencia en ciclos por segundo y la longitud de onda en metros por ciclo da la velocidad de propagación.
Número de onda: inverso de la longitud de onda en centímetros.
Los parámetros corpusculares de mayor utilidad en el Análisis Instrumental son:
Energía del fotón.
Potencia radiante: energía dada por la cantidad de fotones que llega a una superficie dada por segundo.
Intensidad de la radiación: potencia o cantidad de fotones por unidad de ángulo sólido.
El Espectro Electromagnético
El rango completo de longitudes de onda es lo que se denomina Espectro Electromagnético, el cual abarca un intervalo enorme de longitudes de onda y frecuencias (así como de energías).
Interacción de la Radiación Electromagnética con la materia
Cuando la REM se absorbe o emite se produce una transferencia permanente de energía al medio absorbente o procedente del objeto emisor. Para describir estos fenómenos hay que tratar a la REM no como un conjunto de ondas sino como un flujo de fotones.
Los fenómenos de interacción REM-materia más importantes para el Análisis Instrumental son el efecto fotoeléctrico, la absorción, emisión y desviación de radiación.
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética.
La absorción de REM es un proceso en el que la energía electromagnética se transfiere a los átomos, iones o moléculas que componen la muestra. La absorción provoca que estas partículas pasen de su estado fundamental a uno o más estados excitados de mayor energía.
La emisión de radiación se produce cuando las partículas excitadas (átomos, iones o moléculas) se relajan a niveles de menor energía cediendo el exceso de energía en forma de fotones. La excitación puede producirse por diversos medios, entre los que se pueden citar la exposición al calor de una llama y la irradiación con un haz de REM.
La desviación de radiación se produce cuando los fotones se desvían al atravesar una muestra que contiene moléculas quirales o partículas sólidas en suspensión.
Aplicaciones analíticas de las diferentes zonas del espectro electromagnético
La espectroscopía es un término general para la ciencia que trata sobre las distintas interacciones de la REM con la materia, sin embargo, ahora el término se ha ampliado para incluir interacciones entre la materia y otras formas de energía. Los distintos intervalos de longitud de onda y frecuencia producen diferentes tipos de interacción con la materia.
