Actualmente los espectroscopios y espectrómetros no utilizan prismas para descomponer la luz. Para poder separar e identificar las líneas correctamente se necesita mucha resolución y el efecto de la difracción diferenciada por la longitud de onda no es suficiente. Se tuvo que idear otro modo de separar los colores de otra manera.

Se puede conseguir un espectro aprovechando el principio de la interferencia con el patrón de difracción al interponer obstáculos regulares a la luz inicial. James Gregory (1638-1675) fue el descubridor de los principios de la red de difracción. Al principio de utilizaron pantallas con rendijas separadas a intervalos regulares, pero su resolución era pobre, por lo que había que reducir tanto las rendijas que era inviable utilizarlas.

James Gregory

La siguiente opción fue interponer hilos metálicos equiespaciados y de este modo, David Rittenhouse (1732 – 1796) realizó la primera red de difracción artificial en 1785. La necesidad constante de aumento de la resolución terminó por desechar esta opción al tener que reducir el tamaño del hilo tanto que era imposible de construir.

David Rittenhouse

Actualmente el elemento difractor es una capa de vidrio al cual se le han hecho surcos lineales mediante un láser, único instrumento capaz de hacer surcos con el tamaño deseado. En primer lugar, estos surcos se realizaban perpendiculares al plano de la placa, pero actualmente se realizan aplicándole un ángulo, que permita utilizar refracciones de orden superior y aumentar así la resolución.

Actualmente estos métodos de fabricación han abaratado los costes de tal manera que los aficionados podemos tener redes de difracción a precios factibles. Por ejemplo, el espectrómetro DADOS tiene una red de difracción plana que abarca desde las 300 a 1200 líneas por milímetro. Los telescopios profesionales utilizan redes de difracción en escalera (con los surcos inclinados) y que, por ejemplo, en el recién puesto en funcionamiento instrumento CARMENES, en el Observatorio Hispano-Alemán de Calar Alto, que es un espectrómetro de alta resolución, cuenta con una red con una resolución de 94500 líneas por milímetro para el espectro visible.

Esprctrógrafo DADOS

 

Instrumento CARMENES en Calar Alto

Otro efecto que hay que tener en cuenta para la espectroscopía actual es el efecto Doppler, descubierto por Christian Andreas Doppler (1803 – 1853). Las líneas del espectro varían su posición en el espectro visible según la fuente se aleja o se acerca respecto a la Tierra.

Christian Andreas Doppler

Actualmente se estudian objetos tan distantes, que las líneas que en laboratorio se encuentran en posiciones determinadas, se encuentras todas desplazadas al extremo rojo del espectro, el llamado desplazamiento al rojo cosmológico. Esto implica que el estudio de líneas que en principio pudieran estar en la parte visible del espectro, estén colocadas para dichos objetos en el infrarrojo o incluso en las microondas. Tenemos que disponer por tanto espectrómetros con gran resolución que trabajen en el infrarrojo o con las microondas.

Así pues, los espectrógrafos y espectrómetros que inicialmente se idearon para la astronomía son aparatos esenciales para otros campos científicos, como la química, biología o geología. Son un legado hecho de la astronomía a muchas ramas del saber

 

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