infrarrojos, descubrimiento de rayos

7/23/2019 INFRARROJOS, Descubrimiento de Rayos

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Descubrimiento de los rayos infrarrojos El experimento de Herschel

Tomado de http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/index.shtml

Sir Frederick William Herschel

Sir Frederick William Herschel (1738-1822) naci en Hannover, Alemania, y conocido como m"sico y como as#rnomo$ %n 17&7 emi'r a n'la#erra, donde !n

con s! hermana *aroline, cons#r!y #elesco+ios +ara eaminar el cielo noc#!rno$ S#raao res!l# en la +!licacin de varios ca#.lo'os de es#rellas doles y ne!losaHerschel es /!i0.s m.s conocido +or s! desc!rimien#o del +lane#a rano en 1781, +rimer +lane#a n!evo desc!ier#o desde la an#i'edad$

%n el ao 1844, Herschel hi0o o#ro desc!rimien#o m!y im+or#an#e$ %s#aa in#eresaden a+render c!.n#o calor +asaa #rav5s de los il#ros coloreados con los /!e oservael sol, ya /!e ha6a no#ado /!e la can#idad de calor /!e #ransmi#6an de+end6a del coloHerschel +ens /!e los colores en s6 +odr6an il#rar dis#in#as can#idades de calor, +or /!e dise !n e+erimen#o m!y ori'inal +ara com+roar s! hi+#esis$

Herschel hi0o +asar l!0 solar a #rav5s de !n +risma de cris#al +ara 'enerar !n es+ec#rel arco iris, el c!al se orma c!ando la l!0 se divide en los colores /!e la com+one!e'o midi la #em+era#!ra de cada color$ 9ara ello Herschel !#ili0 #res #ermme#ro

con !los enne'recidos +ara asorer meor el calor$ *oloc !n !lo en cada colomien#ras /!e o#ros dos !eron colocados !era del es+ec#ro, como m!es#ras de con#rol$ Al medir las #em+era#!ras de la l!viole#a, a0!l, verde, amarilla, narana y roa, no# /!e cada color #en6a !na #em+era#!ra mayor /!e los #ermme#ros dcon#rol, y /!e la #em+era#!ra de los colores del es+ec#ro a!men#aa al ir del viole#a al roo$ :es+!5s de reali0ar ese+erimen#o, Herschel decidi medir la #em+era#!ra en !na 0ona !icada !n +oco m.s all. de la l!0 roa del es+ec#ro, +arecer des+rovis#a de l!0$ 9ara s! sor+resa, desc!ri /!e es#a re'in #en6a la #em+era#!ra m.s al#a de #odas$

Herschel hi0o o#ros e+erimen#os con lo /!e llam ;rayos calor6icos!seo ?acional de *iencias e nd!s#rias de ondres, n'la#erra$Hoy en d6a, la #ecnolo'6a inrarroa #iene m!chas a+licaciones in#eresan#es y "#iles$ %n el cam+o de la as#ronom6a inrarrose es#.n reali0ando n!evos y ascinan#es desc!rimien#os sore el !niverso$ %n medicina, la radiacin inrarroa es !nherramien#a de dia'ns#ico m!y "#il$ as c.maras o#o'r.icas inrarroas son !#ili0adas en ac#ividades +oliciales y dse'!ridad, as6 como en a+licaciones mili#ares y de l!cha con#ra incendios$ as im.'enes inrarroas se em+lean +ade#ec#ar +5rdidas de calor en ediicios y +roar sis#emas elec#rnicos$ os sa#5li#es inrarroos moni#orean el clima #erres#res#!dian modelos de ve'e#acin, llevan a cao en es#!dios 'eol'icos y miden las #em+era#!ras oce.nicas$

Si le in#eresa re+e#ir el e+erimen#o de Herschel, cons!l#e %+erimen#o de Herschel en la anda inrarroa$

%l ao 2444 marc el se'!ndo cen#enario del desc!rimien#o de los rayos inrarroos +or Sir William Herschel$

Experimento de Herschel en la banda infrarroja

@B%CD@ Ee+e#ir el e+erimen#o de 1844, median#e el c!al el amoso as#rnomo Sir William Herschel desc!ri !na ormde radiacin dis#in#a de la l!0 visile$

A?C%*%:%?C%S Herschel desc!ri la eis#encia de la l!0 inrarroa haciendo +asar l!0 solar a #rav5s de !n +risma dvidrio, en !n e+erimen#o similar al /!e descriimos a/!6$ a l!0 solar, al +asar a #rav5s del +risma, es dis+ersada en !n arciris de colores denominado espectro$ %l es+ec#ro con#iene #odos los colores visiles /!e com+onen la l!0 del sol$ Hersches#aa in#eresado en medir la can#idad de calor en cada !no de los colores y +ara ello !#ili0 #ermme#ros con !loenne'recidos +ara medir s!s dis#in#as #em+era#!ras$ Herschel no# /!e la #em+era#!ra a!men#aa al +asar de la +ar#e a0!lla +ar#e roa del es+ec#ro visile$ *oloc en#onces !n #ermme#ro !n +oco m.s all. de la +ar#e roa del es+ec#ro, en !nre'in donde no ha6a l!0 visile, y desc!ri /!e la #em+era#!ra era #odav6a m.s al#a$ Herschel concl!y /!e eis#6a o#r
http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/index.shtmlhttp://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/experiment.shtmlhttp://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/index.shtmlhttp://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/experiment.shtml


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#i+o de l!0 m.s all. del roo, /!e no +odemos ver$ %s#e #i+o de l!0 l!e'o se llam infrarrojo$ %l +reio infra+roviene de +alara la#ina /!e si'niica abajo$ A!n/!e el +rocedimien#o /!e descriiremos es !n +oco dieren#e al e+erimen#o ori'inde Herschel, los res!l#ados o#enidos son similares$

>AC%EA%S n +risma de vidrio (los +rismas de +l.s#ico no dan !en res!l#ado con es#e e+erimen#o), #res #ermme#rode alcohol, +in#!ra ne'ra o !n ro#!lador o marcador +ermanen#e de #in#a ne'ra, #ieras, !n so+or#e +ara el +risma, !na cade car#n y !na hoa lanca$

9E%9AEA*? 9ara reali0ar el e+erimen#o eica0men#e, es necesario enne'recer los !los de los #ermme#ros $ norma de hacerlo es +in#arlos con la +in#!ra ne'ra, c!ri5ndolos con !na can#idad casi i'!al de +in#!ra$ Cami5n es +osi

enne'recer los !los !sando el ro#!lador +ermanen#e de #in#a ne'ra$ (?o#a los !los +in#ados +rod!cen meoreres!l#ados$) os !los de los #ermme#ros se enne'recen +ara /!e asoran meor el calor$ :es+!5s de /!e la +in#!ra o #in#a se hayan secado #o#almen#e, colo/!e los #ermme#ros !n#os de #al orma /!e las escalas de #em+era#!ra /!edealineadas como se m!es#ra en la Fi'!ra 1$

Fi'!ra 1

9E@*%:>%?C@ %l e+erimen#o se dee cond!cir al aire lire, en !n d6a soleado$ as condiciones de n!osidad varial#ales como la +resencia de c"m!los dis+ersos o nelina +esada, red!cen el eec#o$ a dis+osicin del e+erimen#o sm!es#ra en la Fi'!ra 1$ Se comien0a colocando la hoa lanca, en orma +lana, en el ondo de la caa de car#n$ %n si'!ien#e +aso, el +risma se coloca c!idadosamen#e en el orde s!+erior de la caa, de modo /!e /!ede del lado del sol$

Si no se dis+one de !n so+or#e +ara +risma (+!ede ad/!irirse en #iendas de ar#6c!los cien#6icos), la manera m.s .cil dmon#arlo es cor#ar +ar#e del orde s!+erior de la caa$ a m!esca del recor#e dee sos#ener el +risma de orma a!s#ada+ermi#ir s! ro#acin sore s! ee lon'i#!dinal (#al como se m!es#ra en la Fi'!ra 2)$ %s decir /!e los cor#es ver#icales la#eralese deen reali0ar a !na dis#ancia li'eramen#e menor /!e la lon'i#!d del +risma, en #an#o /!e el cor#e inerior dee ser !+oco m.s +ro!ndo /!e el ancho del +risma$ !e'o, el +risma se coloca den#ro del recor#e y se hace 'irar has#a /!a+are0ca !n es+ec#ro lo m.s am+lio +osile en la 0ona de somra, sore la hoa lanca si#!ada en el ondo de la caa$ (9aver im.'enes /!e il!s#ran el e+erimen#o, ha'a clic a/!6$)

9ara o#ener !na am+lia 'ama de colores, +osilemen#e sea necesario levan#ar li'eramen#e el e#remo de la caa del laddel sol$ :es+!5s de ase'!rar el +risma en +osicin, colo/!e los #ermme#ros a la somra y re'is#re la #em+era#!ra amien#*olo/!e ahora los #ermme#ros en la l!0 del es+ec#ro, de manera /!e cada !lo es#5 en !no de los colores !no en re'in a0!l, o#ro en la re'in amarilla, y el #ercero !n +oco m.s all. de la re'in roa visile (vea la Fi'!ra 3)$
http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/backyard.shtmlhttp://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/backyard.shtmlhttp://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/herschel/backyard.shtml


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Fi'!ra 3as #em+era#!ras demoran !nos cinco min!#os en alcan0ar s!s valores inales$ Ee'is#re las #em+era#!ras en cada !na de la#res re'iones del es+ec#ro a0!l, amarillo y !n +oco m.s all. del roo$ >ien#ras lee las #em+era#!ras, no re#ire los #ermme#rdel es+ec#ro y no lo/!ee s! l!0$

:AC@S G @S%EDA*@?%S

Termmetro No. 1 Termmetro No. 2 Termmetro No.

Temperat!ra a la sombra

Temperat!ra en elespectro

Termmetro No. 1 "a#!l$Termmetro No. 2"amarillo$

Termmetro No. "mall% del rojo$

&esp!'s de 1 min!to

&esp!'s de 2 min!tos

&esp!'s de min!tos

&esp!'s de ( min!tos

&esp!'s de ) min!tos


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?o#a Se'"n la +osicin del +risma con res+ec#o al sol, los colores del es+ec#ro +!eden a+arecer en orden inverso al /!e sm!es#ra en las i'!ras$

9E%?CAS IJ!5 no#a en las lec#!ras de #em+era#!rasK ISe a+recia al'!na #endenciaK I:nde oc!rre la #em+era#!m.s al#aK IJ!5 cree /!e eis#e m.s all. del orde roo del es+ec#roK :isc!#a c!al/!ier o#ra oservacin o +rolema$

@S%EDA*@?%S 9AEA % 9E@F%S@E 9ida a los es#!dian#es /!e con#es#en las +re'!n#as an#eriores$ as #em+era#!rde los colores deen a!men#ar al avan0ar del a0!l a la +ar#e roa del es+ec#ro$ a #em+era#!ra m.s al#a dee ser la de#ermme#ro !icado m.s all. de la seccin roa del es+ec#ro visile$ Ls#a es la re'in inrarroa del es+ec#ro$ %l e+erimen#

de Herschel !e im+or#an#e, no slo +or/!e cond!o al desc!rimien#o de la l!0 inrarroa, sino #ami5n +or/!e !e la +rimeve0 /!e se demos#r /!e eis#en ormas de l!0 /!e no +odemos a+reciar con los oos$ Ahora saemos /!e hay m!choo#ros #i+os de radiacin elec#roma'n5#ica (Ml!0M) /!e el oo h!mano no +!ede ver (#ales como los rayos N, los rayo!l#raviole#as y las ondas de radio)$ J!i0.s desee +edir a los es#!dian#es /!e midan las #em+era#!ras en o#ras .reas dees+ec#ro, #ales como la 0ona !icada !n +oco m.s all. del a0!l visile$ Cami5n +!ede reali0ar el e+erimen#o a dis#in#ahoras del d6aO las dierencias en#re las #em+era#!ras de los colores +!eden camiar, +ero las com+araciones relativse'!ir.n siendo v.lidas$

Experimento de Herschel en la banda infrarroja

%n el ao 1844, Sir William Herschel desc!ri la eis#encia de los rayos inrarroos reali0ando !n e+erimen#o m!y similar

/!e mos#ramos a/!6$ Herschel hi0o +asar l!0 solar a #rav5s de !n +risma, lo /!e +rod!o la divisin del ha0 de l!0 inciden#en !n arco iris, /!e cien#6icamen#e se denomina espectro$ %l es+ec#ro con#iene #odos los colores /!e com+onen la l!0 dsol$ Herschel es#aa in#eresado en medir la can#idad de calor asociada con cada anda de color$ 9ara ello, !#ili0#ermme#ros con !los enne'recidos y midi la #em+era#!ra de los diversos colores del es+ec#ro$ Herschel no# /!e #em+era#!ra a!men#aa a medida /!e +asaa de los com+onen#es a0!les del es+ec#ro a los com+onen#es roos$ !e'coloc !n #ermme#ro !n +oco m.s all. de la +ar#e roa del es+ec#ro, en !na re'in donde no ha6a l!0 visile, y desc!r/!e la #em+era#!ra era a"n m.s al#a$ Herschel ra0on /!e +or deao de la lon'i#!d de onda del roo eis#6a o#ro #i+o de l!/!e no +od6a ver y la denomin luz infrarroja$

%s m!y .cil re+e#ir es#e e+erimen#o$ Codo lo /!e se necesi#a es !n +risma e/!il.#ero de cris#al, #res #ermme#ros dalcohol, cin#a adhesiva, !na hoa de +a+el lanco, y !na ven#ana o !na caa de car#n /!e enren#en al sol$ %l cos#o d+risma /!e noso#ros !#ili0amos es de !nos SP 7,&4 y el de los #ermme#ros, SP 4,7& cada !no$ 9ara reali0ar e+erimen#o es necesario enne'recer los !los de los #ermme#ros$ 9ara ello, se c!ren los #ermme#ros con cin

adhesiva y des+!5s se +in#an los !los con +in#!ra sin rillo de color ne'ro (es#o +ermi#e /!e asoran meor el calor)$

%n la ima'en an#erior se +!ede ver cmo reali0ar es#e e+erimen#o al aire lire$ Se +one la hoa de +a+el lanco en el ondde la caa de car#n y se coloca el +risma en !no de los ordes$ %l +risma se hace 'irar has#a o#ener !na am+lia 'ama dcolores en el +a+el del ondo de la caa y se ia en esa +osicin median#e la cin#a$ %n n!es#ro caso, +ara o#ener !n !ees+ec#ro, #!vimos /!e levan#ar el e#remo de la caa donde se encon#raa el +risma y sos#enerlo all6 median#e !na +iedra$


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9rimero, se #oma la #em+era#!ra de los #ermme#ros leos del es+ec#ro, en el .rea de la caa donde hay somra$ a ima'ean#erior m!es#ra la #em+era#!ra an#es de colocar los #ermme#ros en el es+ec#ro$ os #res marcan 2Q R*, /!e es #em+era#!ra amien#e al aire lire y a la somra$

!e'o, los #ermme#ros se colocan en el es+ec#ro el !lo de la i0/!ierdaO en la +ar#e a0!lO el !lo cen#ral, en la +ar#amarillaO y el !lo de la derecha, !n +oco m.s all. de la +ar#e roa del es+ec#ro, en la re'in donde no hay l!0 visile$


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a ima'en an#erior m!es#ra las lec#!ras de #em+era#!ra des+!5s de !n min!#o, a+roimadamen#e$ (9ara /!e la

#em+era#!ras alcancen s! valor inal, se re/!ieren varios min!#os$) %n menos de !n min!#o ya se +!ede a+reciar !ndierencia de #em+era#!ras$ %l #ermme#ro en la 0ona a0!l del es+ec#ro m!es#ra la lec#!ra m.s aa, a+enas m.s al#a /!e #em+era#!ra amien#e$ a 0ona amarilla del es+ec#ro m!es#ra !na #em+era#!ra m!cho m.s al#a /!e la del a0!l$ #ermme#ro de la derecha, /!e es#. en la re'in de somra a+enas m.s all. del roo, m!es#ra la #em+era#!ra m.s al#a d#odas$ (*!ando se #om es#a ima'en, el sol se ha6a des+la0ado levemen#e y el !lo de la derecha a+arece li'eramenil!minado +or el es+ec#ro roo$)


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as dierencias en#re las #res lec#!ras de #em+era#!ra con#in"an a!men#ando has#a /!e se alcan0an las #em+era#!ras inale(mos#radas arria)$ Se +!ede ver ahora /!e el .rea osc!ra m!es#ra !na #em+era#!ra m!cho m.s al#a /!e las .reas /!e senc!en#ran en las re'iones il!minadas$

as lec#!ras inales son a0!l 27 R* amarillo 28 R* inrarroo 34 R*?o#as

1$ as dierencias en#re las #em+era#!ras re'is#radas en los dieren#es colores del es+ec#ro var6an con el ancho del

es+ec#ro =el c!al de+ende de la hora del d6a= y de la dis#ancia al +risma =/!e es +ro+orcional a la al#!ra de lacaa$ :e c!al/!ier manera, la #em+era#!ra #iende a a!men#ar desde el a0!l hacia el inrarroo$

2$ Codas las lon'i#!des de onda +or deao de la l!0 inrarroa se com+rimen en !na re'in +e/!ea, !n +oco m.s all.del roo (vea *onciliacin del e+erimen#o de Herschel) +.'ina en n'l5sT$ 9ara la al#!ra de las caas de car#ncom!nes (34 cm), no se oservan lon'i#!des de onda solares m.s all. de !nos Q mm del e#remo del roo, de mod/!e el #ermme#ro ;inrarroo< se dee colocar !n#o al orde del es+ec#ro oservado$

3$ Si !era +osile colocar el +risma a mayor dis#ancia del ondo de la caa, el es+ec#ro +royec#ado se alar'ar6a y harm.s es+acio +ara e+lorar la anda inrarroa$ Sin emar'o, la dierencia en las lec#!ras del #ermme#ro ser6a m.s+e/!ea, ya /!e in#erce+#ar6an menos ener'6a$

%l e+erimen#o de Herschel !e im+or#an#e, no slo +or/!e cond!o al desc!rimien#o de la l!0 inrarroa, sino #ami5+or/!e !e la +rimera ve0 /!e al'!ien demos#r /!e eis#6a l!0 /!e no es +osile ver con los oos$ Saemos ahora /!e ha
http://sd.znet.com/~schester/calculations/herschel/index.htmlhttp://sd.znet.com/~schester/calculations/herschel/index.html


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m!chos #i+os de l!0 y /!e los colores visiles son solamen#e !na +ar#e m!y +e/!ea de la 'ama com+le#a /!denominamos espectro electromagntico$

infrarrojos, descubrimiento de rayos

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