Principios de análisis instrumental

Componentes de los monocromadores En la figura 7.16 se muestran los elementos ópticos que constitu– yen todos los monocromadores entre dichos componentes están 1) una ranura o rendija de entrada que proporciona una imagen óptica rectangular; 2) una lente o espejo colimador que produce un haz paralelo de radiación; 3) un prisma o una red que dis– persa la radiación en las longitudes de onda que la componen; 4) un elemento de enfoque que reforma la imagen de la ranura de entrada y la enfoca sobre una superficie plana denominada plano focal, y 5) una rendija de salida en el plano focal que aísla la banda espectral deseada (véase la figura 7.16). La mayoría de los mono– cromadores posee ventanas de entrada y de salida diseñadas para proteger a los componentes del polvo y las emisiones corrosivas del laboratorio. Como se muestra en la figura 7.16, hay dos tipos de ele– mentos dispersores en los monocromadores, rejillas y prismas de reflexión. Para mostrar su función, se ilustra un haz formado justamente por dos longitudes de onda A 1 y A 2 (A 1 > A 2 ). Esta radiación entra en el monocromador a través de una abertura rectangular angosta o rendija; se alinea, y luego choca contra la superficie del elemento dispersor a un cierto ángulo. En el mono– cromador de red, la dispersión angular de las longitudes de onda es resultado de la difracción que se presenta en la superficie reflec– tora; en cuanto al prisma, la refracción en las dos caras arroja una dispersión angular de la radiación, como se muestra. En ambos Rendija de entrada a) b) ))} 7C Selectores de longitud de onda 163 diseños, la radiación dispersada se enfoca en el plano focal AB donde aparece como dos imágenes rectangulares de la rendija de entrada, una para A 1 y otra para A 2 • Al girar el elemento dispersor, una banda o la otra se puede enfocar en la rendija de salida. Cuando los primeros monocromadores estuvieron dispo– nibles comercialmente en la década de 1950, eran por lo general instrumentos basados en prismas. En la actualidad, la mayoría de los que se venden de manera comercial se elaboran en rejillas de reflexión porque son más baratas, ofrecen mejor separación de longitudes de onda que un elemento dispersor del mismo tamaño y dispersan la radiación en forma lineal a lo largo del plano focal. Como se observa en la figura 7.17a, dispersión lineal significa que la posición de una banda a lo largo del plano focal para una red varía en forma lineal con su longitud de onda. En los instrumen– tos con prismas, las longitudes de onda más pequeñas se disper– san a un mayor grado que las más grandes, lo que perjudica el diseño del instrumento. La dispersión no lineal de dos tipos de monocromadores de prismas se ilustra en la figura 7.17b. Debido a su uso más general, el análisis se enfocará principalmente en el estudio de los monocromadores de red. Monocromadores de prisma Los prismas pueden utilizarse para dispersar radiación UV, visi– ble e infrarroja. El material con que se construyen varía, pues depende de la región de longitud de onda (véase la figura 7.2b) . Rendija de salida FIGURA 7.16 Dos tipos de monocromadores: a) monocromador Czerney-Turner de red y b) Prisma monocromador de Bunsen . (En ambos, /.. 1 > /.. 2 .)