O termo espectroscopia é muito utilizado principalmente nas aulas de física e química para indicar a referência à técnica de aferimento de dados físico-químicos fazendo uso da transmissão, absorção ou reflexão da energia radiante incidente em uma amostra para cumprimento do experimento. A sua aparição é encontrada no estudo da luz visível dispersa de acordo com seu tamanho de onda, por exemplo, por um prisma que é o objeto mais comum utilizado no estudo.
História da espectroscopia
Apesar da natureza espectral da luz se fazer presente no arco-íris, demorou muito para que nós humanos reconhecêssemos que ela de fato significa. Não foi até 1666 que Newton mostrou que a luz branca a partir do sol pode ser repartida em uma série contínua de cores, sendo uma das grandes descobertas dele.
Newton apresentou o nome “espectro” para definir o fenômeno, fazendo uso de uma superfície que continha um pequeno orifício capaz de emitir um raio de luz, fez uso de uma lente para focá-lo, adicionou um prisma de vidro para dispersá-lo, e após isso uma tela para exibir o espectro que resultaria de todo o processo. Assim, a primeira análise da luz feita por Newton sendo considerada como o ponto inicial da ciência da espectroscopia.
Qual a importância da espectroscopia?
A partir da análise de Newton, os pesquisadores entenderam que a radiação solar possui componentes fora da parte visível do espectro. Estes estudos foram os precursores de medições radiométricas e fotográfica da luz, o que prova de fato qual foi a importância da descoberta de Newton.
Uma outra colaboração importante para o estudo da espectroscopia pode ser encontrada nas pesquisas do alemão Joseph Fraunhofer, ele que ao perceber que o espectro do sol, quando suficientemente disperso é atravessado por um grande número de finas linhas escuras (as chamadas linhas de Fraunhofer).
Fraunhofer criou as primeiras normas para comparação de linhas espectrais obtidas a partir de prismas de vidros distintos, além dele estudar os espectros das estrelas e dos planetas, usando um telescópio para coletar a luz, dando com isso origem à ciência da astrofísica. Que hoje em dia já fez excelentes descobertas!
Mesmo contendo realizações maravilhosas para a ciência, Fraunhofer não podia entender de onde vinha as linhas espectrais que observava. Apenas 33 anos após sua morte é que Gustav Kirchhoff definiu que cada elemento e composto contém seu próprio espectro único, e que, ao estudar o espectro através de uma fonte que não era conhecida, conseguiu-se determinar sua composição química. Graças a esses avanços, espectroscopia se tornou uma verdadeira disciplina científica.
Em 1859, Kirchhoff afirma que a potência lançada e absorvida da luz num determinado tamanho de onda são as mesmas para todos os corpos à mesma temperatura. Um gás, por exemplo, que irradia um espectro de linha deve, estando a mesma temperatura, absorver as linhas espectrais que irradia. Com isto, Kirchhoff e R. Bunsen nos explicam que as linhas de Fraunhofer no espectro do sol acontecem por conta da absorção do espectro contínuo emitida a partir do interior em altas temperaturas do sol por elementos na superfície mais fria. Contando com essa pesquisa, tornou-se possível a análise da atmosfera do Sol.
Para que a técnica é utilizada hoje?
A espectroscopia começou a ser usada como ferramenta científica para juntar a estrutura atômica e molecular, dando início ao campo da análise espectroquímica para estudar a composição dos materiais. Estas técnicas são usadas hoje para estudar os objetos, tanto terrestres e estelar, e até hoje continua sendo nosso único meio de estudar os elementos químicos presentes nas estrelas.
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