Construcción de un espectrofotómetro visible para demostraciones de espectroscopia óptica

Efrain Herrera, Carlos Ferias, Victor Arroyo, Ruben Fonseca, Oriana Avila


Descargar artículo

Información básica

Volumen

V57 - N2 / 2024 Ordinario

Referencia

51174

DOI

http://dx.doi.org/10.7149/OPA.57.2.51174

Idioma

English

Etiquetas

Espectroscopia óptica; espectrofotómetro; red de difracción; Arduino; constante de difracción

Resumen

En este trabajo se describe el diseño y construcción de un espectrofotómetro de fácil acceso económico, que opera en la región de 300nm a 700nm, como propuesta para demostraciones cualitativas y cuantitativas de espectroscopía óptica en cursos de física de educación media, licenciatura en física, química, biología y algunas ingenierías. El espectrofotómetro se compone de cuatro elementos básicos: una rendija, una red de difracción de 1000 líneas/mm, el sensor TSL1402R y una placa de Arduino MEGA. La luz que pasa por la rendija es colimada por una primera lente a una distancia focal de 5 cm. El haz colimado incide en la red de difracción de 1000 líneas/mm, donde es difractado y posteriormente enfocado por una segunda lente (con una distancia focal de 5cm) para el sensor, que es controlado por el Arduino MEGA. Los espectros fueron visualizados en tiempo real por el serial plóter del Arduino IDE y analizados posteriormente por OriginLab. Para demostrar el potencial del espectrofotómetro aquí presentado, se utilizó para visualizar los espectros generados por diferentes fuentes de luz para uso doméstico. Los espectros obtenidos con el espectrofotómetro propuesto, comparados con los obtenidos utilizando un espectrofotómetro comercial, mostraron bastante similitud, demostrando así el desempeño del espectrofotómetro, concluyendo que elespectrofotómetro opera satisfactoriamente para realizar futuras investigaciones.

Referencias

1

D. Torres de Morais, Estudo de ondas na perspectiva da aprendizagem significativa com a construção de um espectrômetro. Maringá, Universidade Estadual de Maringá (2018).

2

P. A. Tipler, G. Mosca, Física para cientistas e engenheiros: eletricidade e magnetismo, óptica. Rio de Janeiro, LTC (2009).

3

W. H. Cropper, Great physicists: The life and times of leading physicists from Galileo to Hawking. New York, Oxford University Press (2004).

4

G. Cantellano, Z. L. Montaño, "La espectroscopia y su tecnología: Un repaso histórico y su importancia para el siglo XXI," Latin-American Journal Physics Education 9, 4602: 1-14 (2015).

5

I. Terceros, O. Ormachea, O. Urquidi, A. Villazon, "Desarrollo de un Espectrómetro de Bajo Costo con una Rejilla Ajustable y Control Electrónico Inalámbrico," Revista Politecnica 37, 113 (2016).

6

R. D. García, "Instrumentos que revolucionaron la química: la historia del espectrofotómetro," Avances en química 13, 79 (2018).

7

L. A. Kamentsky, M. R. Melamed, H. Derman, "Spectrophotometer: New Instrument for Ultrarapid Cell Analysis," Science 150, 630 (1965).

8

G. Zonios, "Noise and stray light characterization of a compact CCD spectrophotometer used in biomedical applications," Applied Optics 49, 163 (2010).

9

OriginLab Corporation, Origin 8. Northampton, OriginLab Corporation (2009).

10

Arduino cc, Arduino IDE 1.6.0. Ivrea, Arduino cc (2005).

11

V. N. Yanchapanta Bastidas, N. A. González López, M. Á. Sáez Paguay, R. W. Pachacama Choca, "Construcción de un espectrómetro casero para el análisis de espectros de luz, mediante el software Spectral Workbench," Polo del Conocimiento 5, 209 (2020).

12

T. Pulli, T. Dönsberg, T. Poikonen, F. Manoocheri, P. Karha, E. Ikonen, "Ventajas de las lámparas LED blancas y nueva tecnología de detectores en fotometría," Light Aplicación (cid:0) Science 4, 332: 1-7 (2015).

13

H. Y. Peng, F. K. Yam, "Comparison of the changes in luminescence properties between cool white and warm white LEDs at varying temperatures," IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology 8, 2113 (2018).