Principios de análisis instrumental

»> Preguntas y problemas 293 1 §1 Problema de reto 12.13 Como se mencionó en la sección l2C.3, el espectrómetro de rayos X de protones y partículas alfa ha sido un experimento importante que viajó a bordo de todos los vehículos para explorar Marte. Los artículos publicados ofrecen detalles de los experimentos efectuados con estos espectrómet ros en las misiones recientes de 2004, y comparan las estrategias de instrumentación y de medición con las de la misión Pathfinder de 1997 26 a) Consulte los artículos citados y describa la construcción y operación de la cabeza de detectores que lleva– ban los exploradores. Ilustre su respuesta con diagramas básicos de los componentes de los instrumentos y describa la función de cada uno de ellos. b) ¿Qué determina la selectividad y la sensibilidad del sistema del espectrómetro de rayos X de protones y partículas alfa? e) ¿Qué elementos no se pueden detectar mediante este tipo de espectrómetro? ¿Por qué no? d) Proporcione las características de la composición general de los elementos de todos los sitios de aterrizaje en Marte. ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre los sitios? ¿Qué explicación dan estos investiga– dores y otros en cuanto a las similitudes? e) ¿De qué manera las mediciones con este espectrómetro fueron limitadas por el tiempo en el día mar– ciano cuando los experimentos fueron terminados? Explique la causa de estas limitaciones. ¿Cómo y por qué fueron finalizados los experimentos con el espectrómetro de rayos X de protones y partículas alfa? f) ¿Qué efecto tuvo la temperatura en los resultados del modo de rayos X de los experimentos con el espec– trómetro de rayos X? ¿En qué se relaciona este efecto con su análisis del inciso e)? g) Los experimentos con este espectrómetro se utilizaron para comparar la composición de la superficie con la composición del interior. ¿Cómo se hizo? ¿Qué diferencias se encontraron? ¿Qué explicación se dio a las diferencias? h) El fraccionamiento de los halógenos fue evidente en las muestras de roca marcianas. ¿Qué explicación tiene este fenómeno? i) Dé las características de la precisión y exactitud globales de los experimentos con el espectrómetro. El equipo que trabajó con el espectrómetro puntualizó que "la exactitud está determinada principalmente por la precisión". Explique qué quieren decir con esta aseveración. ¿En qué circunstancias es válida? j) Explique con detalles el procedimiento de calibración en el caso de los experimentos con el espectró– metro. ¿Qué patrones de calibración se usaron en Marte y dónde estaban ubicados? ¿De qué manera se extrajeron los picos de cada elemento del espectro de rayos X? k) En la figura 12.19 se muestra una gráfica de datos de calibración corregidos para el Fe procedente de los experimentos efectuados con el espectrómetro de rayos X de protones y partículas alfa. Observe que hay incertidumbre tanto en los datos de x como de y. Los datos de la gráfica se tabulan en la tabla que sigue. Ejecute un análisis normal de mínimos cuadrados de los datos con ayuda de Excel. Determine la pendiente, la ordenada al origen, el coeficiente de correlación y la desviación estándar respecto a la regresión. 26 R. Gellert el al.,]. Geophys. Res., 2006, 111 , E02SOS, DO!: 10.1029/2005je002555; S. W. Squyres el al.,]. Geophys. Res., 2003, 108,8062, DO!: 10.1029/2003je002 121; R. Rieder el al.,]. Geophys. Res., 2003, 108, 8066, DO!: 10.1029/2003je002150; ). Brückner el al., f. Geophys. Res., 2003, 108,8094, DO!: 10.1029/2003je002060; R. Gellert el al., Science, 2004,305, 829, DO!: 10.1126/science. 1099913; H. Y. McSween el al., Science, 2004, 305, 842, DO!: 10.1126/science.3050842; S. W. Squyres el al., Science, 2004,306, 1709, DO!: 10.1126/science.1104559; L. A. Soderblom et al., Science, 2004,306, 1723, DO!: 10.1126/science. 1105127; G. Klingelhofer el al., Scie11ce, 2004,306, 1740, DO!: 10.1126/science.1 104653; R. Rieder el al., Science, 2004,306, 1746, DO!: 10.1126/science. 1104358; A. Banin, Science, 2005,309,888, DO!: 10.1126/science.111 2794.