Espectroscopia refere-se à técnica de analisar a luz emitida ou absorvida por uma amostra para determinar suas propriedades físico-químicas. Seu desenvolvimento começou com o estudo da luz solar dispersa por prismas, culminando na descoberta de que cada elemento químico tem seu próprio padrão espectral único por Kirchhoff e Bunsen. Atualmente, a espectroscopia é amplamente utilizada em campos como a análise química e o estudo da estrutura atômica.

1. Espectroscopia

2. O termo espectroscopia é utilizado
nas disciplinas de física e química para se
referir à técnica de aferimento de dados físico-químicos
através da transmissão, absorção ou
reflexão da energia radiante incidente em uma
amostra.

3. Sua origem encontra-se no estudo da luz visível dispersa de acordo com seu
comprimento de onda, por exemplo, por um prisma.

4. • A partir daí, os pesquisadores entendem que
a radiação solar possui componentes fora da
parte visível do espectro. Estes estudos foram
os precursores de medições radiométricas e
fotográfica da luz, respectivamente.

5. Outra importante contribuição ao desenvolvimento da espectroscopia encontra-se nas pesquisas
do alemão Joseph Fraunhofer, que ao observar que o espectro do sol, quando suficientemente
disperso é atravessado por um grande número de finas linhas escuras (as chamadas linhas de
Fraunhofer).

6. • Fraunhofer elaborou as primeiras normas para
comparação de linhas espectrais obtidas a
partir de prismas de vidros diferentes, além de
estudar os espectros das estrelas e dos
planetas, usando uma objetiva de telescópio
para coletar a luz, dando com isso origem à
ciência da astrofísica.

8. Apesar de suas realizações, Fraunhofer não entendia a origem das linhas espectrais que observava. Somente 33
anos após sua morte é que Gustav Kirchhoff estabeleceu que cada elemento e composto tem seu próprio
espectro único, e que, ao estudar o espectro de uma fonte desconhecida, pode-se determinar sua composição
química. Com esses avanços, espectroscopia se tornou uma verdadeira disciplina científica.

9. • Em 1859, em sua famosa lei, Kirchhoff afirma que a
potência emitida e absorvida da luz num determinado
comprimento de onda são as mesmas para todos os
corpos à mesma temperatura. Um gás, por exemplo,
que irradia um espectro de linha deve, à mesma
temperatura, absorver as linhas espectrais que irradia.
Com isto, Kirchhoff e R. Bunsen explicam que as linhas
de Fraunhofer no espectro do sol ocorrem devido a
absorção do espectro contínuo emitida a partir do
interior quente do sol por elementos na superfície mais
fria. Com esta pesquisa, tornou-se possível a análise da
atmosfera do Sol.

11. • A espectroscopia passou a ser utilizada como ferramenta
científica para sondar a estrutura atômica e molecular,
inaugurando o campo da análise espectroquímica para
analisar a composição dos materiais.

12. • Estas técnicas são utilizadas hoje para analisar
os objetos, tanto terrestres e estelar, e
continua a ser o nosso único meio de estudar
os elementos químicos

13. Nobel de Física vai para criadores do LED azul

14. • Dos LEDs azuis aos LEDs brancos
• O Prêmio Nobel de Física de 2014 foi concedido a três
pesquisadores japoneses pelo desenvolvimento do LED de cor azul
e sua posterior junção com outras cores para criação dos LEDs
brancos.
• Isamu Akasaki, nascido em 1929, é professor da Universidade
Meijo, em Nagoya. Hiroshi Amano, nascido em 1960, é professor da
Universidade de Nagoya. E Shuji Nakamaura, nascido em 1954, é
atualmente professor da Universidade da Califórnia em Santa
Bárbara, nos Estados Unidos.
• Os LEDs (Light-Emitting Diodes - diodos emissores de luz) são as
luzes de estado sólido que começaram como sinalizadores em
aparelhos eletrônicos e agora estão se disseminando nas aplicações
de iluminação em geral.
• Para essa disseminação, a invenção do LED azul foi crucial, uma vez
que esse comprimento de onda é necessário para produzir a luz
branca necessária para a iluminação de ambientes, o que é feito
juntando-o com os mais tradicionais LEDs de cor verde e vermelha.

15. • Funcionamento do LED
• Foram quase 30 anos de pesquisas, na
academia e na indústria, em busca da criação
de um LED que emitisse cor azul - os primeiros
LEDs foram criados em 1907, os LEDs
vermelhos e verdes nasceram na década de
1960, e os três pesquisadores agora
premiados pelo Nobel apresentaram seu
primeiro LED azul em 1992.

16. Como cada LED propriamente dito tem o tamanho de um grão de areia, é fácil
juntar vários deles para emitir luz branca ou outras combinações de cores.
[Imagem: Johan Jamestad/RSAS]

17. • Um LED típico é formado por várias camadas de
materiais semicondutores. A eletricidade injeta
elétrons nas camadas de tipo n (negativo) e
lacunas nas camadas de tipo p (positivo),
dirigindo-os para a camada de material ativo,
onde as cargas se recombinam e emitem luz.
• A cor, ou comprimento de onda da luz emitida,
depende do material semicondutor usado na
camada ativa.
• Os três pesquisadores japoneses tiveram sucesso
construindo diversas camadas do semicondutor
nitreto de gálio (GaN) misturado com índio (In) e
alumínio (Al).

18. • Iluminação de estado sólido
• Desde então, os LEDs brancos têm sido constantemente
aperfeiçoados, ficando cada vez mais eficientes, com maior
fluxo luminoso (medido em lúmens) por unidade de
potência elétrica consumida (medida em watts).
• O recorde mais recente é de pouco mais de 300 lúmens por
watt (lm/W), que pode ser comparado a 16 lm/W das
lâmpadas incandescente e perto de 70 lm/W das lâmpadas
fluorescentes compactas.
• Como estimativas indicam que até um quarto do consumo
mundial de eletricidade é usado em iluminação, os LEDs
são muito "verdes". O consumo de materiais também é
otimizado, já que os LEDs duram até 100.000 horas, em
comparação com 1.000 horas das lâmpadas incandescentes
e 10.000 horas das lâmpadas fluorescentes.

19. FIM