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Del foco a las estrellas
La imagen es un acercamiento de un filamento de un foco común o lámpara incandescente. ¿Cómo funciona? Fácil…
Si calentamos un trozo de metal con una llama intensa, veremos como a medida que se calienta pasa del color naranja al amarillo intenso. Si vamos más allá y logramos que alcance una temperatura realmente alta, llegará al “estado de incandescencia” en el cual emitirá luz blanca. Este es el principio de la lámpara “incandescente” patentada por Alva Edison en 1879.
¿Cuál es la diferencia entre una lámpara incandescente y un foco ahorrador?
Para responder esto, vamos primero a entender qué hace que un metal emita luz.
¿Recuerdas el modelo atómico?
El átomo está compuesto por un núcleo -con protones y neutrones- y una serie de electrones que giran en “órbitas” o niveles. Cuando le llega energía de los alrededores a los electrones estos “se excitan” o saltan a un nivel superior de energía, pero como no es su estado natural… los electrones regresan a su estado “basal” u original, para poder regresar a este estado deben emitir la energía excedente y esto se hace en forma de luz. Según el tipo de átomo, de acuerdo al elemento en cuestión, será la “impresión de luz” que emitan los electrones al regresar a su estado basal.
Volviendo a nuestra lámpara…
En el caso de las lámparas incandescentes, la corriente eléctrica que pasa por el delgado filamento de tungsteno hace que éste se caliente… tanto que el tungsteno llega a su temperatura de incandescencia y emite luz visible. Desafortunadamente el 90% de la energía se pierde en calor en lugar de luz directamente. De ahí que con el paso del tiempo se buscara otro tipo de iluminación.
Bien, para las lámparas fluorescentes la explicación es un tanto más complicada. Estas lámparas están rellenas de vapor de mercurio -sí, como el de los termómetros pero en forma de vapor- el cual en principio es aislante -no conduce electricidad- pero si se logra que algunos átomos se exciten, para regresar a su estado basal sueltan energía como ondas electromagnéticas -la luz es una forma de onda electromagnética- esta energía llega a los electrones de otros átomos vecinos quienes también se excitan y es como un efecto dominó. El mercurio por sí solo requiere mucha energía para que sus electrones brinquen de una órbita a otra… entonces las lámparas tienen en los extremos filamentos de bismuto, los electrones de bismuto brincan fácilmente de un nivel a otro y como consecuencia contagian a los de mercurio iniciando el efecto en cadena.
Bien hasta ahora, el otro detalle del mercurio es que en lugar de luz visible emite luz ultravioleta, que no es visible al ojo humano. Las lámparas fluorescentes tienen un recubrimiento interior de fósforo, el cual convierte la luz ultravioleta en luz visible. A pesar de la mayor complejidad de este proceso, requiere menos energía que el caso de las lámparas incandescentes. De hecho, requiere sólo el 20% de energía que las primeras por lo cual son más recomendables de usar.
Momento… mencioné antes que de acuerdo al elemento era la emisión de luz
Cada elemento tiene una “firma” particular o espectro de emisión. Cada elemento tiene una cantidad diferente de electrones y de acuerdo a esto va llenando los niveles u órbitas en el átomo. De aquí depende cuánta energía requiera y libere un electrón al brincar de un nivel a otro por eso son particulares de cada elemento.
¿Alguna vez te has preguntado cómo pueden los astrónomos decir de qué elementos están formadas las estrellas?
Pues los espectros de cada elemento, nos sirven para identificar esto. La mezcla de gases en una estrella nos da su “mezcla de espectros”, y el color de la estrella nos dice su temperatura, de manera análoga a los metales en incandescencia.
Escrito por Cinthia Astrid Reyes Lozano
January 19th, 2009 at 11:47 pm
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