Componentes de espectroscopia: portacubetas y selección de longitud de onda

Componentes Esenciales en Espectroscopia

c) Portacubetas

Contenedor de la muestra que proporciona un **espectro óptico constante** de la muestra interpuesta en el **haz de medida**. En el visible y UV, el **espesor óptico** es normal.

Ejemplos:

• **Cubetas cilíndricas o prismáticas**
• De **espesor fijo o variable**

Requisitos:

• Transmite las **radiaciones electromagnéticas (REM)** en la **región espectral de trabajo**.
• Resistente a la **solución de la muestra**.
• **Espesor óptico definido**.
• Que se pueda colocar de forma **reproducible** en el **paso óptico del haz de medida**.

Materiales Ópticos

• **Visible**: vidrio, poliestireno, acrílico.
• **Ultravioleta (UV)**: cuarzo o sílice fundido.
• **Infrarrojo (IR)**: solventes orgánicos (CCl₄, CS₂).
• **UV cercano y visible**: etanol y agua, metanol.

d) Dispositivos Selectores de Longitud de Onda

Permiten seleccionar ciertas **longitudes de onda** o ciertos **intervalos de longitud de onda** a partir del **haz luminoso de la fuente radiante**. Hay dos tipos generales:

• **Dispositivos Continuos**: (ej. **monocromadores**, que generan un haz de medida de alta pureza).
• **Dispositivos Discontinuos**: (ej. **métodos de selección de longitud de onda**).

Métodos de Selección de Longitud de Onda

1. Por Absorción Selectiva (Discontinuo)

Filtros de Absorción

Son un **método coloreado** (sólido, líquido o gaseoso) que aísla una **banda definida de longitud de onda** a partir de la fuente luminosa. Absorben la mayor parte de la radiación de la fuente y solo transmiten el intervalo de **absorbancia (A)** que caracteriza al filtro.

Tipos de filtros de absorción:

• **Filtro de corte** (alto y bajo)
• **Filtro de banda**

Características:

• **Longitud de onda nominal**: la longitud de onda que se transmite con mayor intensidad.
• **Pasabanda**: (ej. filtro de vidrio y gelatina coloreado).
• **Banda espectral**.

La **transmisión del filtro** se emplea principalmente en el **espectro visible**.

2. Por Difracción

Filtros de Interferencia (Discontinuos)

Se basan en las propiedades de las **radiaciones electromagnéticas (REM)** para sufrir **interferencias constructivas y destructivas**.

Características generales:

• Más específicos en la **energía radiante transmitida**.
• Mayor **pureza espectral** del haz medido.
• Poseen una **pasabanda estrecha** (1-10 nm).

Mayor **porcentaje de transmitancia (%T)** a la longitud de onda deseada que los filtros de absorción.

Funcionan en **UV, Visible e IR** (hasta 15 µm).

Monocromadores de Red de Difracción (Continuos)

Son una **lámina transparente o reflectante de vidrio** que posee una superficie rayada con un conjunto de líneas paralelas (red).

Características generales:

• **Resolución**: constante para un mismo orden de interferencia; mayor que la del prisma.
• **Dispersión**: lineal, produce un espectro lineal.
• **Dispersión angular**: es constante para un mismo orden de interferencia.
• Produce **espectros de orden superior**.

Monocromador de Prisma (Continuo)

El elemento dispersor es un **prisma de vidrio fundido** con un ángulo de 30-60°.

Características generales:

• **Resolución**: depende del poder de dispersión, que no es constante.
• **Dispersión**: no es lineal; las longitudes de onda tienen diferente separación entre sí.
• No produce **espectros de orden superior**.

El Monocromador: Componentes y Función

Es un dispositivo que permite obtener un **haz de medida de alta pureza espectral** y cuya **longitud de onda nominal** puede ser variada de forma continua en un intervalo de longitudes de onda. Consta de los siguientes componentes básicos:

• **Ranura de entrada**: proporciona una **imagen óptica muy estrecha** de la fuente radiante.