Os espetros de linhas têm um papel especial muito importante porque o seu caracter está ligado à estrutura do átomo. Pois estes espetros são formados pelos átomos que não experimentaram ações externas. Por isso, conhecendo os espetros de linhas, nós demos o primeiro passo no estudo da estrutura dos átomos. observando estes espetros, os cientistas tiveram a possibilidade de "olhar" para dentro do átomo. Aqui a óptica e a física atômica tocam-se.
A propriedade principal dos espetros de linhas consiste no fato dos comprimentos de onda ( ou frequências) de um espetro de linhas de qualquer substancia dependerem apenas das propriedades dos átomos desta substancia, e não das causas da emissão de luz pelos átomos. Os átomos de qualquer elemento químico dão-nos um espetro que não é parecido com o espetro dos outros elementos: eles têm a capacidade de irradiar num determinado grupo de comprimentos de onda.
É nisto que se baseia a análise espetral - é o método de definir a composição química da substancia através do seu espetro. Tal como as impressões digitais das pessoas, os espetros de linhas têm características individuais. As características únicas do desenho da pele dos dedos ajudam frequentemente a identificar um criminoso. Do mesmo modo, graças às características individuais dos espetros, pode definir-se a composição química dum corpo. Com o auxílio da análise espetral, pode identificar-se um dado elemento que se encontra na composição de uma dada substância composta, mesmo que a sua massa não seja maior do que 10- 10 g. É um método muito sensível.
Fazer a análise quantitativa da composição da matéria segundo o seu espetro é mais difícil, visto que a intensidade das linhas espetrais depende não só da massa, mas também do método utilizado para provocar a emissão de luz. Assim, quando a temperatura não é alta, muitas linhas espetrais não aparecem. No entanto, observando determinadas condições-padrão ao provocar a emissão de luz, pode fazer-se a análise espetral quantitativa.
Atualmente estão definidos os espetros de todos os átomos e foram feitas tabelas de espetros. Com o auxílio da análise espetral foram descobertos novos elementos: o rubídio, o césio e outros. Frequentemente os nomes dados aos elementos correspondem à cor da linha mais intensa do espetro. O rubídio dá-nos linhas vermelho-escuras, da cor do rubi. A palavra césio significa "azul celeste". Esta é a cor das linhas principais do césio.
Foi precisamente com o auxílio da análise espetral que se ficou a conhecer a composição química do Sol e das estrelas. Outros métodos de análise não são possíveis neste caso. Verifica-se que as estrelas são compostas pelos mesmos elementos químicos que existem na Terra. É interessante saber que o hélio foi descoberto primeiro no Sol e só depois foi encontrado na atmosfera da Terra. O nome deste elemento faz lembrar a história da sua descoberta: a palavra hélio significa "solar".
Graças à sua simplicidade e universalidade, a análise espetral é o método fundamental de controle da composição dos materiais na metalúrgica, na construção de máquinas, na indústria atômica. Com o auxílio da análise espetral determinou-se a composição química dos minérios e dos minerais.
A composição de misturas complexas, principalmente orgânicas, analisa-se segundo os espetros moleculares das mesmas.
A análise espetral pode ser feita não só segundo os espetros de emissão, mas também segundo os espetros de absorção. Justamente as linhas de absorção do espetro do Sol e das estrelas permitiram verificar a composição química destes corpos celestes. A superfície intensamente luminosa do Sol-fotosfera - dá um espetro contínuo. A atmosfera solar absorve a luz do fotosfera, o que faz aparecer linhas de absorção sobre o fundo do espetro contínuo da fotosfera.
Mas a própria atmosfera do Sol irradia luz. Quando se dão os eclipses do Sol, quando o disco solar é tapado pela Luz, dá-se a inversão do espetro. No lugar das linhas de absorção no espetro solar surgem linhas de radiação.
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