Técnicas Experimentales en Espectroscopía

(4º de Físicas)

1. INTRODUCCIÓN

La asignatura de Técnicas Experimentales en Espectroscopía presentada en el proyecto docente es una asignatura optativa de 6 créditos (correspondientes a 60 horas de clases teóricas y prácticas) del último curso de la licenciatura de Ciencias Físicas y forma parte de un conjunto de asignaturas inscritas en el área de la Física de Materiales (dentro de la orientación de Física Aplicada). Es una asignatura eminentemente práctica y con un contenido muy relacionado con el resto de las asignaturas de su entorno.
La palabra espectroscopía abarca en sí una dimensión muy amplia. Deriva de la palabra del Latín ‘Spectrum’ (Espectro), que significa vulgarmente ‘aparición’, ‘simulacro’, ... El significado científico es también lo suficientemente amplio como para poder dar una definición precisa de una manera sencilla.

Históricamente el origen de la Espectroscopía como rama de la ciencia se remonta al siglo XVII con un famoso experimento llevado a cabo por Newton y publicado en 1672, donde se estudiaba la descomposición de la luz solar al pasar a través de un prisma de vidrio en una serie de rayas de distintos colores, a las que precisamente denominó ‘Spectrum’.

De una manera muy general puede decirse que la ciencia que hoy se conoce como Espectroscopía constituye el estudio de las radiaciones emitidas, absorbidas o difundidas por una sustancia. Aunque el término radiaciones abarca fundamentalmente a las radiaciones electromagnéticas (fotones), también incluye diversos tipos de partículas (neutrones, electrones, protones, ...).

2. CONSIDERACIONES GENERALES

Es fácil imaginar que existan un número ciertamente elevado de espectroscopías, tanto como las posibles clasificaciones según el tipo de radiación o también según el tipo de materia (sólido, líquido o gas) con la que dicha radiación interacciona. Por otra parte, el constante desarrollo y sofisticación de la instrumentación va dando lugar a nuevas técnicas espectroscópicas. Sin embargo todas ellas se basan en un principio básico común: Absorción, Emisión o Dispersión de un rango selectivo de energías por parte de la materia bajo ciertas condiciones. En la asignatura de técnicas experimentales en espectroscopía nos limitaremos a analizar las técnicas espectroscópicas básicas centradas en el rango óptico, es decir aquellas técnicas que analizan los procesos de interacción radiación-materia en el rango del ultravioleta a infrarrojo cercano (200 nm a 3 micras).

El programa que se propone para esta asignatura de cuarto curso tiene mucha relación con los contenidos de otras asignaturas de la licenciatura. De esta forma, cabe destacar asignaturas troncales u obligatorias como Optica I y Optica II (en la que los alumnos han estudiado redes de difracción e instrumentos ópticos), física estadística I (radiación de un cuerpo negro), física del estado sólido I (fonones y defectos cristalinos), electrónica básica (diodos) y física atómica (emisión y absorción de fotones por átomos y moléculas). Además, es de destacar la gran relación que tiene la asignatura de técnicas experimentales en espectroscopía con las asignaturas optativas de la misma orientación de física aplicada, destacando las asignaturas de Ampliación de Óptica (propiedades ópticas de sólidos y física del láser), técnicas experimentales en crecimiento y caracterización estructural (crecimiento de cristales usando el método de Czochralski que pueden ser analizados por los alumnos en las prácticas propuestas) y técnicas experimentales en propiedades de los materiales (espectroscopía de resonancia magnética nuclear, de masas, dieléctrica, ...).

3. ESQUEMA DEL PROGRAMA

El programa de teoría que se detalla a continuación consta de 16 temas, agrupados en 5 unidades. Se necesita un total de 60 horas de clases, entre teoría, problemas y sesiones prácticas, para impartirlas.
Las unidades y temas que componen el programa son las siguientes:

UNIDAD I. INTRODUCCIÓN