Espectrómetro de prisma - Prism spectrometer

Configuración de un espectrómetro de prisma
Configuración de un espectrómetro de prisma (ángulo bajo con luz)
Configuración de un espectrómetro de prisma (ángulo alto con luz)

Un espectrómetro de prisma es un espectrómetro óptico que utiliza un prisma dispersivo como elemento dispersivo . El prisma refracta la luz en sus diferentes colores ( longitudes de onda ). La dispersión se produce porque el ángulo de refracción depende del índice de refracción del material del prisma , que a su vez depende ligeramente de la longitud de onda de la luz que viaja a través de él.

Teoría

La luz se emite desde una fuente como una lámpara de vapor . Una rendija selecciona una tira delgada de luz que pasa a través del colimador donde se paraleliza. La luz alineada pasa a través del prisma en el que se refracta dos veces (una al entrar y otra al salir). Debido a la naturaleza de un elemento dispersivo, el ángulo con el que se refracta la luz depende de su longitud de onda. Esto conduce a un espectro de finas líneas de luz, cada una de las cuales es observable desde un ángulo diferente. Luego, se usa una lente o telescopio para formar imágenes de la rendija original, con imágenes formadas usando diferentes longitudes de onda de luz en diferentes posiciones. Si se forma una imagen real , se puede grabar en una película o en un sensor de imagen , convirtiendo el dispositivo en un espectrógrafo .

Reemplazar el prisma con una rejilla de difracción resultaría en un espectrómetro de rejilla. Las rejillas ópticas son menos costosas, proporcionan una resolución mucho más alta y son más fáciles de calibrar debido a su dependencia de la difracción lineal. El ángulo de refracción de un prisma varía de forma no lineal con la longitud de onda. Por otro lado, las rejillas tienen importantes pérdidas de intensidad.

Uso

Espectroscopia

Puede usarse un espectrómetro de prisma para determinar la composición de un material a partir de sus líneas espectrales emitidas .

Medición de índices de refracción.

Puede utilizarse un espectrómetro de prisma para medir el índice de refracción de un material si se conocen las longitudes de onda de la luz utilizada. La calibración de un espectrómetro de prisma se realiza con líneas espectrales conocidas de lámparas de vapor o luz láser.

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